EP3863054A1 - Multiple spektrale detektoren mittels strukturierter perowskite - Google Patents

Multiple spektrale detektoren mittels strukturierter perowskite Download PDF

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EP3863054A1
EP3863054A1 EP20155405.2A EP20155405A EP3863054A1 EP 3863054 A1 EP3863054 A1 EP 3863054A1 EP 20155405 A EP20155405 A EP 20155405A EP 3863054 A1 EP3863054 A1 EP 3863054A1
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EP
European Patent Office
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electrode
layer
perovskite
pixel
electrode pixel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20155405.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sarah Deumel
Sandro Francesco Tedde
Judith Elisabeth Hürdler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers AG
Original Assignee
Siemens Healthcare GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Healthcare GmbH filed Critical Siemens Healthcare GmbH
Priority to EP20155405.2A priority Critical patent/EP3863054A1/de
Priority to US17/159,267 priority patent/US11581359B2/en
Priority to CN202110149516.2A priority patent/CN113224115B/zh
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
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    • H—ELECTRICITY
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Definitions

  • the invention relates to a detector for electromagnetic radiation, comprising: a first electrode layer comprising at least one first electrode pixel and a second electrode pixel, a second electrode, and a first layer comprising at least one first perovskite, which is located between the first electrode pixel of the first electrode layer and the second Electrode, and a second layer comprising at least one second, different from the first perovskite, perovskite, which is located between the second electrode pixel of the first electrode layer and the second electrode; a detector for electromagnetic radiation, comprising: a first electrode layer comprising at least a first electrode pixel and a second electrode pixel, a second electrode, and a first layer comprising at least one first perovskite, which is located between the first electrode pixel of the first electrode layer and the second electrode and is located between the second electrode pixel of the first electrode layer and the second electrode, as well as a method for their production.
  • X-ray detectors and gamma ray detectors / gamma detectors are used in a wide variety of areas.
  • the maximum and average energy of the X-ray photons is selected as a function of the illuminated object.
  • X-rays are used to test materials by means of non-destructive testing (NDT), where X-rays with energies of a few megaelectron volts (MeV) can be used.
  • NDT non-destructive testing
  • MeV megaelectron volts
  • X-ray detectors also play an important role in medical diagnostics, with the energies used being the X-rays typically range from about 20 to 120 kiloelectron volts (keV).
  • the substances examined usually have different X-ray absorption spectra. For example, the absorption capacity of bones, soft tissues or tissue differs significantly from one another in different energy ranges.
  • the dose of the X-ray radiation is typically selected in such a way that the X-ray image is optimized for structures of a certain category, such as bones or soft tissues.
  • the energy of the X-ray radiation used is thus selected in that range which is particularly strongly absorbed by the structure to be examined.
  • All these X-ray detectors are based on the integration of the generated charge carriers regardless of the energy of the photon that generated them. This enables the absorption properties to be determined pixel by pixel, but does not provide any spectral information.
  • Spectral information in X-ray images is available, for example, from counting detectors (e.g. cadmium telluride, CdTe or cadmium zinc telluride, based on CdZnTe) that have dedicated and complex (expensive) control and readout electronics.
  • counting detectors e.g. cadmium telluride, CdTe or cadmium zinc telluride, based on CdZnTe
  • X-rays can be used in various energy ranges.
  • dual X-ray absorptiometry Dual Energy X-ray Absorptiometry, DEXA
  • two different recordings are made with different X-ray energies.
  • the two X-ray images that were recorded with different X-ray spectra can be compared and a dual-energy image can be calculated.
  • two images can be recorded one after the other with an X-ray tube, or images with two different X-ray tubes with different emission spectra can be recorded in a tomograph.
  • the former depends on the patient's movement between the two recorded images (movement artifacts), but does not require an additional X-ray tube. If a good image resolution is required, the first variant cannot normally be used in practice (movement artifacts).
  • Another approach consists of a detector that has several layers. Each layer is sensitive to a different energy. A layering of two or more scintillators with a filter, for example in the middle, is often chosen for this.
  • the x-ray image can be prevented from having over- or under-exposed parts.
  • Newer detector materials make use of the property of "photon counting", with which information about the energy of the incoming photons can also be generated (e.g. D. Pacella, Energy-resolved X-ray detectors: the future of diagnostic imaging, 2015).
  • the spectral information is resolved again by means of a hyperspectral camera (not scalable to surface), or by using color filters (not without massive conversion losses).
  • a multi-layer structure of a corresponding detector also harbors difficulties in the adhesion between the individual layers and can possibly also cause further problems, for example when adapting the crystal structure to the previous layer.
  • the inventors have found that a multispectral detector with good adhesion of the detection layers and good stability can be obtained by structuring the individual electrode pixels of a detector including a pixelated electrode and either using different perovskites and / or different filling heights of perovskite for detection.
  • the present invention relates accordingly to detectors, in particular direct or indirect X-ray and / or gamma ray detectors / gamma detectors, which use one or more structured perovskites as absorber material. By combining different perovskites and / or different heights / crystal structures of a perovskite, different energies of photons can be detected, so that more information about the irradiated objects can be generated.
  • Figure 1 shows schematically an exemplary detector according to the invention of the first aspect.
  • Figures 4 to 13 schematically show various exemplary structures which can be used in detectors according to the invention.
  • Figures 19 to 22 show schematically exemplary first layers in detectors according to the invention.
  • Figures 25 and 26 show images of detectors of examples of the invention.
  • Figures 28 to 30 show SEM images of untreated and MA gas-treated, recrystallized perovskite.
  • the at least one first perovskite in the first layer comprising at least one first perovskite and / or the at least one second perovskite in the second layer is at least partially recrystallized.
  • a first fill level of the first layer comprising at least one first perovskite above the first electrode pixel in the first area can differ from a second fill level of the second layer above the second electrode pixel in the second area, as in the detector of the second aspect, that is to say a mixed form of the detector of the first aspect and the detector of the second aspect.
  • statements on different fill levels in connection with the detector of the second aspect can also be applied accordingly to different embodiments of the detector of the first aspect.
  • the at least one first perovskite is at least partially recrystallized in the first layer comprising at least one first perovskite.
  • the same components or the same materials of the detector of the first and the second aspect can be the same or different in the different detectors.
  • the first electrode layer including at least a first electrode pixel and a second electrode pixel and a space between the first electrode pixel and the second electrode pixel is not particularly limited. More than two electrode pixels can also be arranged in the first electrode layer, and the first electrode layer can have a multiplicity, that is to say 2 or more, for example 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 100, 1000 or more, of Have electrode pixels or pixels which can be electrically contacted. At least one intermediate space is then foreseen between the individual electrode pixels, so that a plurality of intermediate spaces can also result in the case of a plurality of electrode pixels.
  • X electrode pixels form a pixel as quasi subpixels, wherein X is greater than 1, preferably between 2-4.
  • the X electrode pixels can also be referred to as subpixels and then together result in a spectrally sensitive pixel.
  • the RGB pixel configuration of an LCD television for example, is clear for the pixel-subpixel configuration (every pixel has RGB subpixels thanks to color filters).
  • electrode pixels can be used which have already been used in detectors for electromagnetic radiation, in particular X-ray radiation. and / or gamma detectors, have found application.
  • an electrode pixel with a pitch of 98 ⁇ m of a square electrode pixel can be used as the electrode pixel, which defines an electrode pixel, with other pixel sizes also being possible.
  • the material of the electrode pixels is not particularly limited and can include, for example, a conductive metal oxide, a conductive polymer, and / or a metal which is used to detect an electron and / or hole that is generated by a perovskite. If a substrate is present, a substrate can be a pixelated substrate on which the electrode pixels of the first electrode layer are located.
  • the number of x layers in the detector of the first aspect also includes at least one x.
  • Perovskite (with x being a natural integer 2) is not particularly limited, and the detector comprises at least as many electrode pixels as there are different layers comprising different perovskites. It is not excluded here that in a detector of the first aspect also a plurality of first layers comprising at least one first perovskite over a plurality of first electrode pixels, a plurality of second layers comprising at least one second perovskite over a plurality of second electrode pixels, and possibly further corresponding layers and electrode pixels (i.e. third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, etc. layers comprising at least a third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, etc. perovskite over third , fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, etc. electrode pixels) occurs.
  • the number of electrode pixels and the number of first layers including at least one first perovskite with different fill levels are not particularly limited, and the detector includes at least as many electrode pixels as there are first layers different fill levels are available. It is not excluded that in a detector of the second aspect also a plurality of first layers comprising at least one first perovskite over a plurality of first electrode pixels with a first fill level, a plurality of first layers comprising at least one first perovskite over a plurality of second electrode pixels with a second filling level, and possibly further corresponding layers and electrode pixels (i.e.
  • layers comprising at least one first perovskite with various third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, etc. filling levels above corresponding third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, etc. electrode pixels) occurs.
  • the arrangement of the electrode pixels is likewise not particularly restricted, and these can be suitably arranged, for example, in accordance with a respective layer to be applied comprising at least one corresponding perovskite.
  • the electrode pixels can be arranged in such a way that layers with different perovskites adjoin one another.
  • different layers comprising at least four different perovskites are present (i.e.
  • perovskite can also result in various arrangements, although these are not restricted in terms of their shape.
  • the respective layer comprising the at least one corresponding perovskite being located above an electrode pixel. It is also not excluded that two layers comprising the same perovskite adjoin one another in the detector of the first aspect, so the detector comprises at least one first layer comprising at least one first perovskite and a second layer comprising at least one second, different from the first perovskite, different perovskite Has electrode pixels.
  • the electrode pixels can also be arranged in the detector of the second aspect, i.e. layers comprising at least one first perovskite with different fill levels over adjacent and / or non-adjacent electrode pixels, shifted, offset, checkerboard-like , triangular, rhombic, etc., whereby the number of different filling heights can also have an influence on the distribution of the electrode pixels.
  • the interspace can or (in a plurality of them) the interspaces can comprise a non-conductive material, which is not particularly limited, in detectors of the first and second aspects and can also be, for example, a material of a substrate, for example when electrode pixels are introduced into a substrate after material removal (e.g.
  • the electrode pixels are introduced into a substrate, and / or the electrode pixels of the first electrode layer are insulated from one another in some other way, for example by a gas such as air, etc., for example when the electrode pixels are applied to a substrate.
  • the first electrode layer (as well as the second electrode and / or the first layer and / or the second layer, with or without different fill levels, and possibly further layers and / or the substrate, etc.) can be flat and / or be curved, so that flat or curved detectors can result.
  • the second electrode is not particularly limited in the detectors according to the invention.
  • the second electrode comprises a conductive metal oxide, a conductive polymer, and / or a metal.
  • the first and second electrodes (or the first electrode layer and the second electrode) can be connected suitably as anode and / or cathode.
  • the second electrode is flat.
  • the second electrode is at least partially permeable or completely permeable to electromagnetic radiation to be detected, which is not particularly restricted and can be, for example, X-ray (wavelength ⁇ 10 pm and ⁇ 10 nm) and / or gamma radiation (wavelength ⁇ 10 pm) can.
  • the second electrode can comprise indium tin oxide (ITO), aluminum-zinc oxide (aluminum doped zinc oxide, AZO), antimony tin oxide (ATO) and / or fluorine tin oxide (FTO), or therefrom exist.
  • ITO indium tin oxide
  • aluminum-zinc oxide aluminum doped zinc oxide, AZO
  • antimony tin oxide ATO
  • FTO fluorine tin oxide
  • the structure is also not particularly restricted as long as it is arranged at least partially or completely between individual pixels of the first electrode layer.
  • the structure is also arranged around the individual electrode pixels in order to separate areas above the electrode pixels from one another, for example a first area from a second area, and possibly these from further areas, such as a third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth , ninth, tenth, etc. area, whereby these areas are also separated from one another.
  • the structure serves to separate or isolate the individual electrode pixels and the areas above them from one another (i.e.
  • the different electrode pixels receive signals from the different perovskites of the can detect first and second layers in the detector of the first aspect or layers with different filling heights in the detector of the second aspect.
  • the structure can also be located partially on and / or above electrode pixels of the first, pixelated electrode layer, provided it is at least partially between the electrode pixels of the first electrode layer, for example in such a way that it is in the space or spaces or in a lattice structure of the first electrode layer (formed for example from a non-electrode material of the first electrode layer and / or a gas such as air), directly on the space or spaces or the lattice structure or the material of the space or spaces or the lattice structure between electrode pixels, and / or is arranged above the gap or gaps, that is to say likewise on the material of the gap or gaps between electrode pixels, for example the lattice structure or its material.
  • a lattice structure of the first electrode layer formed for example from a non-electrode material of the first electrode layer and / or a gas such as air
  • the structure is arranged in such a way that it extends at least away from the first electrode layer in the direction of the second electrode, that is to say forms a three-dimensional structure which is located at least between the first electrode layer and the second electrode. It is not excluded here that parts of the structure are also located within the first electrode layer, for example in the space or spaces, to ensure a better anchoring of the structure.
  • the structure which is applied in particular as an electrically insulating structure, can increase the anchor surface for the first layer and the second layer (and possibly further layers comprising at least one corresponding perovskite) in the detector of the first aspect as well as the first layer in the detector of the second aspect on the first electrode layer and possibly thus also on a substrate.
  • the structure is therefore at least partially or completely in a region which is defined by the space or spaces or the lattice structure of the first electrode layer between individual electrode pixels, the structure also being in the space or spaces or the lattice structure can lie. It is not excluded here that the structure is also partially on and / or above the electrode pixels of the first electrode layer. The structure is located between the electrode pixels in such a way that a 3-D shape or a three-dimensional body is formed at least above the space or spaces of the first electrode layer in the direction of the second electrode.
  • the structure enables a manufacturing process where different areas and fill heights or layer thicknesses of layers introduced therein and thus an absorber material of the layers, that is at least one perovskite, can be defined pixel by pixel.
  • the structure surrounds the first area and the second area as well as possibly third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, etc. areas above the respective electrode pixel. If an electrode pixel is located on the edge of a detector, the structure on this edge can also be replaced by a housing of the detector, etc., the housing not being particularly restricted and in particular is not electrically conductive. However, according to certain embodiments, each area above each electrode pixel is surrounded by the structure.
  • the first layer comprising at least one first perovskite and the second layer comprising at least one second perovskite and possibly further layers comprising corresponding further perovskites, as specified above by way of example for up to ten layers, are transferred into the structure in the detector of the first aspect according to certain embodiments
  • the respective electrode pixels are filled in such a way that they are delimited by the respective electrode pixel and the structure and the filling height of the respective layer preferably does not exceed the height of the structure.
  • the first layer comprising at least one first perovskite is filled into the structure over the respective first, second, and optionally third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, etc. electrode pixels in such a way that that they are limited by the respective electrode pixel and the structure and the filling height of the respective layer preferably does not exceed the height of the structure.
  • the shape of such a body of the structure is not particularly limited. Exemplary shapes for the structure are shown schematically in the form of two-dimensional sections in FIG Figures 4 to 13 shown. It is also clear from these figures how the structure 1.5 is at least partially arranged between the electrode pixels 1.6.
  • Figures 4 and 5 For example, structures are shown which widen or taper towards the second electrode (not shown, located above it). Such shapes can be obtained, for example, by using different photoresists (negative or positive photoresists) during manufacture.
  • the in Figures 6 to 8 The shapes shown are obtainable, for example, by using different photoresists, and / or by other methods set out below.
  • the shape shown can be produced, for example, by means of a lift-off resist (LOR).
  • LOR lift-off resist
  • the dimensions of the structure 1.5 can also vary, as in Figures 9 to 11 you can see: An example would be that the structures 1.5 fit exactly between the electrode pixels 1.6 ( Figure 9 ); In another example, the structure 1.5 is wider than the distance between the electrode pixels 1.6, i.e. the space ( Figure 10 ); alternatively, the structure 1.5 can also be narrower than the distance between the electrode pixels 1.6, with the structure 1.5 then also being able to be introduced into the space or spaces (which is also not excluded in the other figures; Figure 11 ). Furthermore, parts of the structure 1.5 can also be added above the active surface of the electrode pixels 1.6, as in FIG Figures 12 and 13 is shown schematically. As a result, the adhesion of the first layer and second layer in the detector of the first aspect or of the first layer in the detector of the second aspect can be further increased, but the detection can also be reduced by reducing the active area of the electrode pixels 1.6 available for detection.
  • the various forms of the structure can also be obtained in other ways, for example by selective etching and / or laser ablation of a substrate with subsequent introduction of the electrode pixels into etched and / or ablated areas of the substrate, in which case the material of the space or spaces of the first electrode layer and the structure can correspond to the material of the substrate, and / or by 3D printing.
  • various polymers, ceramics, etc. are possible as the material of the structure, for example.
  • Corresponding methods for selective etching are, for example, from JD Zahn et al., "A direct plasma etch approach to high aspect ratio polymer micromachining with applications in biomems and CMOSmems," Technical Digest. MEMS 2002 IEEE International Conference.
  • the dimensions of the structure are not particularly limited either. However, a structure is preferred which, from the surface of the first, pixelated electrode layer, has a height of 0.5 to 5000 ⁇ m, preferably 0.8 to 4000 ⁇ m, more preferably 1 to 3000 ⁇ m, even more preferably 10 to 2000 ⁇ m, for example 20 up to 1800 ⁇ m or 30 to 1700 ⁇ m, in particular 50 to 1500 ⁇ m.
  • Different heights are possible for the structure even with several electrode pixels in individual regions of the separation of different areas over different electrode pixels, for example when electrode pixels at different heights and / or with different thicknesses in a detector of the second aspect are arranged to allow different filling heights of the first layer comprising at least one first perovskite.
  • a structure with a high aspect ratio is also preferred, especially if the structure extends as a "grid" and / or "wall” away from the surface of the first, pixelated electrode layer (separating the first and second areas ), in which case a width of the wall and / or the cross struts of the grid, for example 0.5 to 80 ⁇ m, preferably 1 to 50 ⁇ m, more preferably 2 to 35 ⁇ m, even more preferably 3 to 25 ⁇ m, even more preferably 4 to 15 ⁇ m, in particular 5 to 10 ⁇ m, wherein the width can be measured, for example, directly on the surface of the first, pixelated electrode layer, in particular in the case of tapering or widening structures or other irregularly shaped structures.
  • the aspect ratio can depend on the area of application (e.g. mammography (MAMMO), radiology (RAD), fluoroscopy (FLUORO), non-destructive testing (NDT)), the hardness of the electromagnetic radiation to be detected, the absorption properties of the perovskite that emits this radiation directly or indirectly (in the presence of a layer comprising at least one scintillator), etc.
  • area of application e.g. mammography (MAMMO), radiology (RAD), fluoroscopy (FLUORO), non-destructive testing (NDT)
  • MAMMO mammography
  • RAD radiology
  • FLUORO fluoroscopy
  • NDT non-destructive testing
  • the electrode pixels are filled into the structure during production, that is to say are only produced after the structure. If necessary, higher aspect ratios can also be achieved here.
  • the electrode pixels are quasi in the structure, so that here the first electrode layer can also be formed by parts of the structure, in the area of the gap or gaps of the first electrode layer (this would then be the first electrode layer
  • the first electrode layer can also be formed by parts of the structure, in the area of the gap or gaps of the first electrode layer (this would then be the first electrode layer
  • the material of the structure then being located between the electrode pixels and thus filling the space or spaces between the electrode pixels
  • the intermediate space or spaces have, in particular, a height which corresponds to the height of the electrode pixels (also referred to as pixel electrodes).
  • the electrode pixels can have a filling factor of the structure (i.e. in the areas of the structure not filled by the material of the structure, for example in a lattice structure as a structure) of, for example, up to 90%, but preferably ⁇ 50%, preferably ⁇ 10%, more preferably ⁇ 2%.
  • a size or a pitch of an electrode pixel of 150 ⁇ m or more, a width of the structure of 50 ⁇ m and less and / or a height of the structure of up to 1250 ⁇ m is possible.
  • the material of the structure is also not particularly restricted, but is preferably electrically insulating in order to avoid a short circuit between individual electrode pixels.
  • the material of the structure can also depend on the manufacture of the structure itself. As described above, the material of the structure can also correspond to the material of the space or spaces and possibly also of a substrate, but can also be different, for example in the case of an application of material such as in 3D printing or the application of paints.
  • the structure can be produced by applying varnishes, for example photoresists, which can be appropriately structured by means of shapes and / or masks and possibly also applied several times.
  • the varnishes such as photoresists are not particularly limited.
  • adhesion of the first layer and second layer and in particular of the at least one first perovskite and the at least one second perovskite in the detector of the first aspect or the first layer and in particular of the at least one first perovskite can also be achieved be influenced in the detector of the second aspect on the structure.
  • This also includes a wetting behavior of the material of the first layer and the second layer or the first layer and in particular the at least one first perovskite and at least one second perovskite or the at least one first perovskite, if this or this is used in a method according to the invention Recrystallization is at least partially liquefied. The same also applies to other materials in other manufacturing processes, as mentioned above.
  • the various photoresists are not particularly restricted and can, for example, be both positive and negative or other structurable materials.
  • positive photoresists or photoresists are e.g. AZ 10XT, AZ 12XT, AZ 40XT, AZ 4533, AZ 4562, AZ 9245, AZ 9260, AS IPS 6050, AZ P4110, AZ P4260, AZ P4903 and PL 177 from Microchemicals GmbH, and examples of negative photoresists, for example AZ 125nXT, AZ 125 nXT (115CPS), AZ 15nXT (450CPS), AZ nLof 2020, AZ nLof 2035, AZ nLof 2070 and AZ nLof 5510 from Microchemicals GmbH.
  • photoresists and methods for their structuring are given in B. Loechel, "Thick-layer resists for surface micromachining", J. Micromech. Microeng. 10, 2000, 108-115 called.
  • Another example of a photoresist is SU-8, for example in A. del Campo and C. Greiner, "SU-8: a photoresist for high-aspect-ratio and 3D submicron lithography", J. Microchem. Microeng. 17, 2007, R81-R95 described.
  • the first layer comprising at least a first perovskite and the second layer comprising at least one second perovskite, which is different from the first perovskite, in the detector of the first aspect are also not particularly limited or the first layer comprising at least one first perovskite in the detector of the second aspect is not particularly limited either.
  • the amount of first perovskite in the first layer and the amount of second perovskite in the second layer or of further perovskites in the detector of the first aspect in further layers, which are different from the other perovskites, is also not particularly limited.
  • the first layer comprises the at least one first perovskite in an amount of 30% by weight, 50% by weight, or 70% by weight, based on the first layer, or consists essentially of the first perovskite ( eg 90% by weight, 95% by weight, or 99% by weight, based on the first layer); or even consists of the at least one first perovskite
  • the second layer comprises or consists of the at least one second perovskite in an amount of 30% by weight, 50% by weight, or 70% by weight, based on the first layer essentially from the second perovskite (eg 90% by weight, 95% by weight, or 99% by weight, based on the second layer); or even consists of the at least one second perovskite, etc.
  • the filling level of the first and the second layer and any further layers comprising at least one corresponding one Perovskites in the detector of the first aspect is not particularly restricted and can, for example, correspond to the height of the structure, that is to say, for example, a height of 0.5 to 5000 ⁇ m, preferably 0.8 to 4000 ⁇ m, more preferably 1 to 3000 ⁇ m, even more preferably 10 up to 2000 ⁇ m, for example 20 to 1800 ⁇ m or 30 to 1700 ⁇ m, in particular 50 to 1500 ⁇ m, but can also be smaller or larger, but preferably the same or smaller in the detector of the first aspect in order to make contact with the layers comprising different perovskites avoid.
  • the fill levels of the first layer comprising the at least one first perovskite differ in different areas, i.e. in the first, second and any further areas, wherein the fill level in one (e.g. first) area can correspond, for example, to the height of the structure, thus, for example, a height of 0.5 to 5000 ⁇ m, preferably 0.8 to 4000 ⁇ m, more preferably 1 to 3000 ⁇ m, even more preferably 10 to 2000 ⁇ m, for example 20 to 1800 ⁇ m or 30 to 1700 ⁇ m, in particular 50 to 1500 ⁇ m, or can be smaller or larger, and in further areas (e.g. a second, third, fourth, etc. area) can be lower than this height, for example by 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90% or more.
  • the fill level in one (e.g. first) area can correspond, for example, to the height of the structure, thus, for example, a height of 0.5 to 5000 ⁇ m, preferably 0.8 to 4000 ⁇
  • the at least one first perovskite is not particularly restricted, and one perovskite or a plurality of perovskites, for example 2, 3, 4, 5 or more perovskites, may be included.
  • the first layer comprises a perovskite.
  • the at least one second perovskite is not particularly restricted in the second layer, and one perovskite or a plurality of perovskites, for example 2, 3, 4, 5 or more perovskites, can be comprised, at least one of a perovskite of the first layer.
  • the second layer comprises a perovskite. The same also applies if, in addition, several layers comprising further perovskites are provided.
  • the first perovskite, the second perovskite, etc. are not particularly limited.
  • both organic-inorganic and purely inorganic perovskites with an ABX 3 structure, with one or more cations (A + ), one or more B + cations and one or more halides X - can be used, which are not particularly restricted .
  • MAPbI 3 (CH 3 NH 3 PbI 3 ), MAPbBr 3 (CH 3 NH 3 PbBr 3 ), FAPbI 3 (HC (NH 2 ) 2 PbI 3 ), MAPbICl 2 (CH 3 NH 3 PbICl 2 ), FAPbBr 3 (HC (NH 2 ) 2 PbBr 3 ), EAPbI 3 (CH 3 CH 2 NH 3 PbI 3 ), PAPbI 3 (CH 3 CH 2 CH 2 NH 3 PbI 3 ), BA 2 PbI 4 ((CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 NH 3 ) 2 PbI 4 ), PMA 2 PbI 4 ((C 6 H 5 CH 2 NH 3 ) 2 PbI 4 ), PEA 2 PbI 4 ((C 6 H 5 CH 2 CH 2 NH 3 ) 2 PbI 4 ), EAPbBr
  • first layer (detector of the first and second aspect), second layer and possibly further layers (detector of the first aspect), in connection with the structure, an improved adhesion of further layers to the first electrode layer can also be achieved.
  • the introduction of the first layer and second layer and any further layers into the structure in the detector of the first aspect or the first layer in the detector of the second aspect is not particularly restricted, and they can or can be introduced in such a way that they only add the structure partially fill or fill, they can or can be introduced in such a way that they exactly fill or fill the structure, that is to say terminates with an upper edge or an uppermost point of the structure, or they can or can be introduced in such a way that they over the structure go out or out, that is to say fill or fill it and also partially or completely cover or cover it, the latter not being preferred, in particular for the detector of the first aspect.
  • the shape of the introduction that is to say the filling if the filling is not complete, can also be dependent on the material of the structure, as described above.
  • FIGs 19 to 22 Shown here are electrode pixels 3.4 with the structure 3.3 and the first layer 3.7b (or further, different layers that are not designated here and here correspond to the detector of the first aspect), which comprises, for example, a recrystallized first perovskite, as explained below.
  • the first layer 3.7b is filled into the structure 3.3 with a flat upper edge (straight plane below the height of the structure), as in FIG Figure 19 shown.
  • the layers including the first layer 3.7b can have a positive curvature ( Figure 20 ), or a negative, as in Figure 21 shown, or mixtures of flat top edges, positive bulges and / or negative bulges, as in Figure 22 you can see. This depends, for example, on the wetting behavior (hydrophobic, hydrophilic) of the Structure and / or the first electrode layer, for example the electrode pixel. Other shapes are also conceivable.
  • the at least one first perovskite in the first layer comprising at least one first perovskite is at least partially recrystallized and in particular recrystallized. This allows the first layer to be better connected to the structure.
  • the at least one second perovskite in the second layer comprising at least one second perovskite - and possibly further perovskites in further layers - is at least partially recrystallized and in particular recrystallized. In this way, the second layer and, if necessary, further layers can be better connected to the structure.
  • the recrystallization is not particularly limited here.
  • the recrystallized first perovskite differs from a non-recrystallized first perovskite, the recrystallized second perovskite from a non-recrystallized second perovskite, etc. because the crystal structure changes upon recrystallization.
  • a corresponding first, second and possibly further layer with at least partially or completely recrystallized perovskite also called recrystallized layer here
  • X-ray diffraction (XRD) spectra of the layers also show differences.
  • Recrystallization can take place in various ways, for example by melting using methylamine gas, in particular in the case of perovskites which contain methylammonium ions, by pressure and / or temperature, the method being adapted to the perovskite used can be.
  • the first, second, etc. perovskite comprises alkylammonium ions, in particular with 1 - 4 carbon atoms, more preferably methylammonium ions, and the treatment for the production of a first, second, possibly further layer is carried out with a gas comprising methylamine, in particular with methylamine- Gas.
  • the patent EP 3304611 B1 makes use of this phenomenon to produce a perovskite from precursors (including a metal halide) that have been applied to two different surfaces.
  • precursors including a metal halide
  • a single-crystal perovskite powder is applied to a mesoporous layer, such as titanium oxide, and liquefied using MA gas.
  • a liquid metaphase the perovskite penetrates the pores and recrystallizes there.
  • treatment with MA gas is preferred because it is technically easy to handle and only small amounts of MA gas (eg in a chamber with negative pressure with an MA gas pressure of 10 -6 mbar to 10 bar, eg in a chamber with a volume of 1 L (for example 0.25 g MA gas at 200 mbar pressure)) are required, which saves costs.
  • MA gas eg in a chamber with negative pressure with an MA gas pressure of 10 -6 mbar to 10 bar, eg in a chamber with a volume of 1 L (for example 0.25 g MA gas at 200 mbar pressure)
  • the first, second and possibly further layers can also be applied and recrystallized several times in layers.
  • the first, second and optionally further layer comprising at least a first, second and optionally further liquefied one and recrystallized perovskite can serve here in particular as an adhesion promoter between the first electrode layer or an optionally other layer applied thereon, such as an electron conductor or hole conductor layer and an optionally further layer comprising at least one scintillator.
  • At least one first perovskite and at least one second perovskite and possibly further perovskites are used.
  • the combination of such perovskites, which are filled into the various separated areas with the respective layers, can be dependent on their absorption coefficient as a function of the wavelength or energy of the irradiating electromagnetic radiation.
  • Figure 23 shows here examples for different mass attenuation coefficients ⁇ / ⁇ of different perovskites with MA + as a function of the photon energy E of X-rays.
  • different absorption coefficients ⁇ of different perovskites with MA + are shown as a function of the photon energy E of X-rays.
  • the absorption edges can be clearly seen in both spectra. It is clear from both spectra that different radiation can be detected differently by different perovskites, so that a spectral resolution of a material to be examined is possible here.
  • the spectral resolution can be achieved via the different filling levels. Electrode pixels (also in the sense of sub-pixels) with the lowest filling level only allow the complete detection of low-energy electromagnetic radiation. As the fill level rises, the proportion of high-energy photons absorbed increases. The correlation of the signals of the electrode pixels enables spectral information.
  • a detector of the first aspect or a detector of the second aspect further comprise a layer comprising at least one scintillator, which is located at least between the structure and the second electrode.
  • the layer comprising at least one scintillator is not particularly restricted here. According to certain embodiments, it has a thickness (in the direction between the first, pixelated electrode layer and the second electrode) of 5 to 5000 ⁇ m, preferably 10 to 3000 ⁇ m, more preferably 50 to 2000 ⁇ m, even more preferably 100 to 1500 ⁇ m.
  • the third layer can be produced as a separate layer, for example as a separately produced scintillator layer, and can be both free-standing and non-free-standing, for example also during production in contact with the second electrode or an optional electron-conducting or hole-conducting layer, e.g. in contact with an ITO or FTO electrode, whereby the second electrode can also be, for example, on a transparent surface layer such as a glass.
  • the layer comprising at least one scintillator is in contact with the first layer and the second layer and optionally further layers (detector of the first aspect) or the first layer (detector of the second aspect) and / or the structure.
  • this serves in particular as a detection layer for high-energy radiation, for example X-ray and / or gamma radiation, and the layer or layers comprising at least one perovskite is or are used for indirect detection through the conversion of photons that are in the layer comprising at least one scintillator can be generated.
  • the scintillator of the layer including at least one scintillator is not particularly limited.
  • CsI cesium iodide doped with thallium, gadolinium oxysulfide doped with terbium, barium fluoride (BaF 2 ), bismuth germanate (BGO), beryllium fluoride (BeF 3 ), quantum dots, scintillating perovskite nanocrystals, etc. are suitable as scintillators.
  • a detector of the first aspect or a detector of the second aspect further comprise an electron-conducting and / or a hole-conducting layer, which is located between the first electrode layer and the second electrode.
  • a plurality of electron-conducting and / or hole-conducting layers can also be included in the detector.
  • the electron-conducting and / or hole-conducting layer is not particularly restricted, and only one electron-conducting layer, only one hole-conducting layer or one electron- and one hole-conducting layer can be present in detectors according to the invention.
  • An electron-conducting and / or hole-conducting layer represents an intermediate layer, which is also referred to as an interlayer.
  • An interlayer is accordingly an intermediate layer that functions either as an electron transport (or hole-blocking (HBL)) layer, i.e. as an electron-conducting layer, or as a hole-transporting (or electron-blocking (EBL)) layer, i.e. as a hole-conducting layer .
  • HBL electron transport
  • EBL electron-blocking
  • the materials for such electron-conducting and / or hole-conducting layers are not particularly limited, and those used in conventional electron-conducting and / or hole-conducting layers can be used.
  • An exemplary electron-conducting layer can, for example, comprise the following materials, for example, with 30% by weight, 50% by weight, or 70% by weight, based on the electron-conducting layer Layer; consist essentially of these (eg 90% by weight, 95% by weight, or 99% by weight, based on the electron-conducting layer); or even consist of these (whereby the following list is not exhaustive and also includes mixtures and isomeric mixtures of the materials mentioned, for example also binary, ternary, quaternary mixtures, etc.): Fullerene derivatives such as C60 PCBM ([6,6] -phenyl C61 butanoic acid methyl ester), C70 PCBM ([6,6] -phenyl C71 butanoic acid methyl ester), Bis-C60 PCBM (bis [6,6] -phenyl C61 butanoic acid methyl ester), C60 oQDM (o-quinodimethane C60 monoadduct), Bis C60-OQDM (o
  • An exemplary hole-conducting layer can include, for example, the following materials, for example, with 30% by weight, 50% by weight, or 70% by weight, based on the electron-conducting layer; consist essentially of these (eg 90% by weight, 95% by weight, or 99% by weight, based on the electron-conducting layer); or even consist of these (although the following list is not exhaustive and also includes mixtures of the materials mentioned, for example binary, ternary, quaternary mixtures, etc.): Poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) , Poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV), poly [2-methoxy-5- (3 ', 7'-dimethyloctyloxy) -1,4-phenylenevinylene ] (MDMO-PPV), CN-PPV, CN-MEH-PPV, other
  • An electron-conducting and / or hole-conducting layer can, for example, between the first electrode layer and the first layer and second and optionally further layers, between the first layer and second and optionally further layers and the layer comprising at least one scintillator, between an optional layer at least one scintillator and the second electrode, and / or between the first layer and the second and optionally further layers and the second electrode, etc., can be provided.
  • a detector of the first aspect or a detector of the second aspect further comprise a substrate on which the first electrode layer is located is located, the substrate preferably having a first and a second transistor, the first transistor further preferably contacting at least the first electrode pixel and the second transistor contacting at least the second electrode pixel of the first electrode layer.
  • the substrate is not particularly limited and may be a pixelated substrate, for example.
  • the substrate serves to make contact with the electrode pixels and / or to stabilize the detector, but it also simplifies its manufacture.
  • the substrate can be one which is usually found in detectors, in particular X-ray and / or gamma detectors.
  • the transistors are not particularly limited either and can be TFT, for example. Several transistors can also contact one electrode pixel.
  • a surface layer for example a glass and / or an encapsulation, can also be located on the second electrode.
  • the second electrode can also take on a filter function, for example by having a different thickness over different electrode pixels.
  • Conductive filters such as, for example, metals such as Al, Au, Ag, Sn, Cr, Ti, Pt, Pb, Bi, Cu, Mo, Ta, Ga, and / or alloys thereof, and / or also non-conductive compounds such as, for example, are suitable as filters Ceramics, for example as powder: Al 2 O 3 , boron nitride, ZrO 2 , AlN, etc. Hardening the spectrum for a certain pixel facilitates the spectral separation.
  • the filters are not particularly limited here.
  • a detector according to the invention is designed, in particular, to be flat.
  • flat here means contacting the area of the first layer per electrode pixel that is greater than 60% of the area of the electrode pixels, preferably> 80%, more preferably> 90%, for example more than 95%, more than 99%, or even 100%.
  • FIG Figure 1 An exemplary detector according to the invention of the first aspect is shown schematically in FIG Figure 1 shown, there an exemplary layer arrangement is shown, here for example an X-ray and / or gamma detector (corresponding to the "active parts" of the detector.
  • an exemplary arrangement for 4 different perovskites in different layers can be seen.
  • the substrate 1.8 comprises transistors 1.7, for example thin film transistors (TFTs) in an active matrix driving scheme.
  • the transistors 1.7 contact the electrode pixels 1.6, which form a structured first electrode layer. Between the electrode pixels 1.6 there are spaces over which a structure 1.5 is located, here for example as grids or walls.
  • a structure 1.5 is located, here for example as grids or walls.
  • a first layer 1.1 comprising at least one first perovskite which is recrystallized
  • a second layer 1.2 comprising at least one second perovskite which is recrystallized
  • a third layer 1.3 comprising at least one third perovskite which is recrystallized
  • one fourth layer 1.4 comprising at least one fourth perovskite which is recrystallized.
  • the perovskites in the adjacent subpixels have different absorption properties, such as in Figures 23 and 24 shown.
  • the structure 1.5 which was applied above the electrode pixel 1.6, divides the different areas of the perovskites. The different areas can be read out by the transistors 1.7 and thus processed individually.
  • Detectors of the second aspect are in Figures 2 and 3
  • the electrode pixels 4.4 are here above the substrate 4.5 with transistors 4.6, for example thin-film transistors (TFTs) in an Active Matrix Driving Scheme. Between the electrode pixels 4.4 there are spaces over which a structure 4.3 is located, here for example as grids or walls.
  • a first layer 4.1c is located in the structure 4.3, this layer being filled in via different electrode pixels 4.4 with different filling heights h1, h2, h3.
  • the fill heights h1-h3 of the subpixels are therefore varied while the absorber material remains the same.
  • the subpixels with the lowest filling height h1 only allow the complete detection of low-energy photons.
  • Fig. 2 is the upper edge of the first layer on different levels, which can lead to complex contacting of the individual subpixels with the second electrode.
  • Figure 3 Another variant that appears in Figure 3 is shown is to place the electrode pixels 4.4 on different planes so that the upper edge of the first layer 4.1c lies on one plane.
  • the spectral information is obtained from the correlation of the electrode pixels (subpixels).
  • the brightness values can be obtained by means of a weighted combination of the subpixel signals.
  • FIG. 1 Another, not shown embodiment of the detector of the first aspect represents a combination of the Figure 1 with Figure 2 or 3 as described above.
  • Layer structures of the detectors shown by way of example can contain one or more interlayers, that is to say electron- and / or hole-conducting layers with electron- and / or hole-conducting (hole / electron blocking) functions in the structure.
  • the introduction of the first layer comprising at least one first perovskite comprises an at least partial recrystallization of the at least one first perovskite.
  • the steps in the method according to the invention are carried out in the order given.
  • detectors according to the invention in particular can be produced, that is to say with the method of the third aspect detectors of the first aspect, and with the method of the fourth aspect detectors of the second aspect.
  • descriptions of detectors according to the invention in accordance with certain embodiments also relate to the corresponding methods according to the invention and vice versa.
  • the different layers and materials for their production in the method according to the invention can be the same as those already described in connection with the detectors according to the invention, and vice versa.
  • the advantage of the method according to the invention is that it can easily be scaled to large areas (for example 43 ⁇ 43 cm 2 ).
  • Variant I is advantageous, for example, in processes in which the structure is applied subsequently, such as, for example, in the case of lacquers, in particular photoresists, or in 3D printing.
  • Variant II is suitable for processes in which parts of a substrate, etc. are removed in order to produce a structure, such as, for example, in the case of etching or laser ablation, as described above.
  • a structure in variant I) can be applied, as described above, for example by applying varnish, for example photoresist, possibly also several times, and / or by 3D printing, etc.
  • the introduction of the electrode pixels in variant II) can, for example, by introducing the material of the electrode pixels, as described above, into the region on different sides of the interspace or, in the case of more than two electrode pixels, between several "interspaces" of the first electrode layer (which are thereby defined in these embodiments as above), for example also on contacts of a substrate, and liquefying and solidifying again (for example melting and solidifying again), introduction of the solid electrode pixels, solidification from the gas phase, evaporation from solution, etc. ., take place and is not particularly limited, and can also take place from precursors of the electrode material, for example in the event of a failure.
  • the electrode pixels can be applied at different stages in order, for example, to build up the Figure 3 to get.
  • the first layer and the second layer are then introduced, whereas in the method of the fourth aspect the first layer is introduced with different filling heights.
  • the applied material composition does not have to correspond to the final composition of the final first layer.
  • precursors are introduced, after the at least one corresponding perovskite has been produced, it can likewise be liquefied and solidified again in order to recrystallize it.
  • the at least one corresponding perovskite or the corresponding layer can be well connected to the structure and attached to it, since good wetting can take place through the liquid phase.
  • the liquefaction is not particularly restricted and, as already described above in connection with the detector, by exposure to methalamine gas (MA gas), pressure and / or temperature.
  • MA gas methalamine gas
  • the solidification and thus recrystallization can then take place again by eliminating the MA gas and / or a further corresponding temperature and / or pressure change, it being possible for these to be adapted to the at least one corresponding perovskite.
  • FIG Figures 14 to 18 A corresponding method for a method of the third aspect is shown schematically in FIG Figures 14 to 18 shown.
  • a first electrode layer 3.4 comprising electrode pixels.
  • a structure 3.3 is located above the interstices of the first electrode layer 3.4.
  • the material for the first layer is introduced into the structure 3.3 as the first powder 3.1, for example as perovskite powder or as precursor materials for perovskite, as shown here by way of example in FIG Figure 14 shown.
  • the introduction takes place specifically via an electrode pixel by means of a mask 3.2, the perovskite powder, for example, falling through the mask openings into clearly defined areas over defined electrode pixels, with the mask 3.2 only making one or more specific electrode pixels accessible.
  • the perovskite material and / or the precursor material can be filled into these selectively placed openings.
  • a second powder 3.6 for the second layer is introduced via a further electrode pixel, for example as perovskite powder or as precursor materials for perovskite.
  • the first and second powders differ at least in terms of the perovskite or the precursor material.
  • the first powder could again be filled with a different filling height instead.
  • a third powder 3.7 for a third layer for example as perovskite powder or as precursor materials for perovskite
  • a fourth powder 3.8 for a fourth layer for example as perovskite powder or as precursor materials for perovskite, are then shown.
  • the process of filling the areas separated by the separating structures, the subsequent liquefaction and recrystallization can be repeated until the desired fill level and layer properties are achieved. Different filling heights can also be produced here.
  • the second electrode is applied, although this is also not particularly restricted.
  • a layer comprising at least one scintillator in a method according to the invention, at least between the structure and the second electrode introduced a layer comprising at least one scintillator. This can be designed as described above.
  • an electron-conducting and / or a hole-conducting layer is further introduced between the first electrode layer and the second electrode.
  • This can be applied at a suitable point during the method, that is to say on the first electrode layer, the first and second and optionally further layers or the first layer with different filling heights, the layer comprising at least one scintillator, etc., as above in connection with outlined to the detector.
  • the materials of the layers correspond to those already mentioned in connection with the detector.
  • the first electrode layer is applied to a substrate in a method according to the invention. This is not particularly restricted and can be configured as above in connection with the detector.
  • the substrate has a first and a second transistor, the first electrode pixel preferably being applied in such a way that the first electrode pixel contacts at least the first transistor, and the second electrode pixel is applied such that the second electrode pixel is at least contacted the second transistor.
  • a first electrode layer with electrode pixels made of ITO or Pt, for example, is correspondingly applied between the electrode pixels
  • Figure 3 a structure formed from SU-8 as a photoresist.
  • an exemplary grid of a pixelated substrate without filling with perovskite is shown here.
  • MAPI CH 3 NH 3 PbI 3
  • the grid can be seen with filling, the pixel electrodes are filled.
  • FIG. 27 Different filling heights are shown as a profile of a grid, the grid without filling 11, the grid after the first filling 12, and the grid after the second filling 13 being shown.
  • the plot shows the height profiles of the auxiliary structures with a height of 35 ⁇ m after filling in the 1st and 2nd coating step. According to this example, the structure is completely filled after approximately 3-4 coating steps, although this is not carried out for every electrode pixel. After filling is complete, a second electrode made of Cr or Ti is applied to the MAPI.
  • a critical thickness of layers can easily be achieved by means of a layer-to-layer structure.
  • separating structures can be easily produced with e.g. lithography and are variable in height (depending on the application).
  • there is a simple structuring of different perovskite materials or different thicknesses of detection layers on the subpixel (electrode pixel) level in particular without photolithographic processes, as well as a simple process for varying the fill level in the subpixels, or a combination of differently absorbent Materials that can be easily and quickly applied next to each other thanks to a mask.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, umfassend: eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel, eine zweite Elektrode, und eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet, und eine zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit, welche sich zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet; einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, umfassend: eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel, eine zweite Elektrode, und eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet, sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, umfassend: eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel, eine zweite Elektrode, und eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet, und eine zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit, welche sich zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet; einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, umfassend: eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel, eine zweite Elektrode, und eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet, sowie Verfahren zu deren Herstellung.
  • Röntgendetektoren und Gammastrahlendetektoren/Gammadetektoren finden Verwendung in vielfältigen Bereichen. In herkömmlichen Röntgendetektoren wird die maximale und durchschnittliche Energie der Röntgenphotonen in Abhängigkeit des durchleuchteten Objektes gewählt. Beispielsweise wird in der industriellen Fertigung Röntgenstrahlung zum Testen von Materialien mittels Non-Destructive Testing (NDT) eingesetzt, wobei Röntgenstrahlung mit Energien von einigen Megaelektronenvolt (MeV) zum Einsatz kommen kann.
  • Eine wichtige Rolle spielen Röntgendetektoren auch in der medizinischen Diagnostik, wobei die verwendeten Energien der Röntgenstrahlung typischerweise in einem Bereich von etwa 20 bis 120 Kiloelektronenvolt (keV) liegen. Die untersuchten Substanzen weisen üblicherweise unterschiedliche Röntgenabsorptionsspektren auf. So unterscheidet sich beispielsweise die Absorptionsfähigkeit von Knochen, Weichteilen oder Gewebe in verschiedenen Energiebereichen deutlich voneinander. Um den Patienten keiner übermäßigen und unnötigen Strahlenbelastung auszusetzen, wird die Dosis der Röntgenstrahlung typischerweise derart ausgewählt, dass das Röntgenbild für Strukturen einer bestimmten Kategorie optimiert ist, etwa Knochen oder Weichteile. Die Energie der verwendeten Röntgenstrahlung wird somit in demjenigen Bereich gewählt, welche von der zu untersuchenden Struktur besonders stark absorbiert wird.
  • All diese Röntgendetektoren basieren auf der Integration der generieten Ladungsträger unabhängig von der Energie des Photons, das sie generiert hat. Dies ermöglicht, die Absorptionseigenschaften pixelweise zu bestimmen, gibt aber keine spektrale Information.
  • Vielfach ist es jedoch auch erforderlich, Informationen über die gesamte Zusammensetzung des zu bestrahlenden Objektes, insbesondere die spektrale Zusammensetzung, zu erhalten.
  • Spektrale Informationen in Röntgenbildern sind beispielsweise erhältlich über zählende Detektoren (z.B. Cadmiumtellurid, CdTe oder Cadmiumzinktellurid, CdZnTe basiert), die dedizierte und aufwändige (teure) Ansteuer- und Auslese-Elektronik aufweisen.
  • Eine Herstellung von spektral auflösenden Detektoren ist derzeit entsprechend aufwändig und teuer. Darüber hinaus sind diese nicht einfach in der Fläche skalierbar (z.B. bei CdTe).
  • Um beispielweise aus einem mittels Röntgen- oder Gammastrahlen aufgenommenen Bild von einem Patienten oder einem Objekt detaillierte Information über die Zusammensetzung der Materialien (bei Patienten z.B. Unterscheidung von Weichteilen und Knochen oder Erkennen bestimmter Biomarker) zu bekommen, gibt es weitere verschiedene Ansätze. Um beispielsweise sowohl Knochen als auch Gewebe zu erfassen, kann Röntgenstrahlung in verschiedenen Energiebereichen verwendet werden. Bei der sogenannten Dual-Röntgen-Absorptiometrie (Dual Energy X-ray Absorptiometry, DEXA) werden zwei unterschiedliche Aufnahmen mit verschiedenen Röntgenenergien gemacht. Die zwei Röntgenbilder, die mit verschiedenen Röntgenspektren aufgenommen wurden, können verglichen und ein Dual-Energy-Image berechnet werden.
  • Hierfür können entweder mit einer Röntgenröhre aufeinanderfolgend zwei Bilder aufgenommen werden, oder in einem Tomographen Bilder mit zwei verschiedenen Röntgenröhren mit unterschiedlichen Emissionsspektren aufgenommen werden. Ersteres ist abhängig von der Bewegung des Patienten zwischen den zwei aufgenommenen Bildern (Bewegungsartefakte), benötigt dafür aber keine zusätzliche Röntgenröhre. Mit Anspruch einer guten Bildauflösung ist die erste Variante normalerweise nicht in der Praxis verwendbar (Bewegungsartefakte). Ein anderer Ansatz besteht aus einem Detektor, der verschiedene Schichten aufweist. Jede Schicht ist auf eine andere Energie sensitiv. Hierfür wird oftmals eine Schichtung aus zwei oder mehr Szintillatoren mit einem Filter, beispielsweise in der Mitte, gewählt.
  • Beispielsweise ist es üblich, mehrere Detektoren zu stapeln, wobei beispielsweise der überliegende Detektor als Filter (Aufhärtung der Strahlung) für die unterliegenden dienen kann. Eine derartige Anordnung von mehreren Detektoren mit jeweils unterschiedlichen Energiebereichen ist etwa aus der US 8,488,736 B2 bekannt. Durch Kombination der Bilder kann verhindert werden, dass das Röntgenbild über- bzw. unterbelichtete Teile aufweist.
  • Durch das Stapeln von Detektoren ist es möglich, mit einer einzigen Röntgenquelle, welche Röntgenstrahlung in unterschiedlichen Energiebereichen aussendet, Bilder anhand der in den jeweiligen Energiebereichen durchgelassenen Strahlung zu erstellen. Hierzu wird jedoch eine Vielzahl von jeweils eigenständigen Detektoren benötigt.
  • Neuere Detektormaterialien bedienen sich der Eigenschaft des "Photon-Counting", mit der ebenfalls Informationen über die Energie der eintreffenden Photonen generiert werden können (z.B. D. Pacella, Energy-resolved X-ray detectors: the future of diagnostic imaging, 2015).
  • Gemeinsam haben die genannten Ansätze, dass sie in Anbetracht einer guten Bildauflösung teuer und aufwändig hergestellt werden müssen: Entweder muss eine zweite Röntgenröhre in dem Tomographen installiert werden, eine aufeinander abgestimmte Schichtung aus verschiedenen Szintillator- und Filtermaterialien in einem Detektor kombiniert werden, oder die Auflösung des Detektors muss so hoch sein, dass das Zählen von einzelnen Photonen möglich ist.
  • In einer Veröffentlichung von M. Sytnyk (M. Sytnyk, "The bright future of metal halide perovskites for X-ray detection", Appl. Phys. Lett. 115, 2019, DOI: 10.1063/1.5125999) wurde der Ansatz der Kombination mehrerer Szintillator-Schichten in einem Detektor aufgegriffen und in Form eines Gedankenexperiments weiter ausformuliert. M. Sytnyk et al. kombinieren vier verschiedene szintillierende Perowskit-Nanokristalle, die in verschiedenen Wellenlängen sichtbare Photonen emittieren und gleichzeitig als Filter für darunter liegende Schichten funktionieren. Die Absorption dieser Nanokristalle ist von der einfallenden Röntgenstrahlung abhängig. Die spektrale Information wird mittels einer Hyperspektralkamera (nicht auf Fläche skalierbar) wieder aufgelöst, oder mittels Einsatzes von Farbfiltern (nicht ohne massive Konversionsverluste). Ein Multi-Layer-Aufbau eines entsprechenden Detektors birgt zudem Schwierigkeiten in der Adhäsion zwischen den einzelnen Schichten und kann eventuell auch weitere Probleme bereiten, wie zum Beispiel bei der Anpassung der Kristallstruktur an die vorherige Schicht.
  • Entsprechend besteht ein Bedarf an multiplen spektralen Detektoren, welche einfach hergestellt werden können und sich durch gute Adhäsion und Stabilität auszeichnen.
  • Die Erfinder haben gefunden, dass durch eine Strukturierung der einzelnen Elektrodenpixel eines Detektors umfassend eine pixelierte Elektrode sowie entweder die Verwendung verschiedener Perowskite und/oder verschiedene Füllhöhen an Perowskit zur Detektion ein multispektraler Detektor mit guter Adhäsion der Detektionsschichten und guter Stabilität erhalten werden kann. Die vorliegen Erfindung bezieht sich entsprechend auf Detektoren, insbesondere direkte oder indirekte Röntgen- und/oder Gammastrahlendetektoren/Gammadetektoren, die als Absorbermaterial ein oder mehrere strukturierte Perowskite verwenden. Durch die Kombination von verschiedenen Perowskiten und/oder verschiedenen Höhen/Kristallstrukturen eines Perowskits können unterschiedliche Energien von Photonen detektiert werden, sodass mehr Informationen über die bestrahlten Objekte generiert werden können.
  • In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere einen Röntgen- und/oder Gammadetektor, umfassend:
    • eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel,
    • eine zweite Elektrode,
    • eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet, und
    • eine zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit, welche sich zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet,
    weiter umfassend eine Struktur, welche sich zumindest teilweise zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht derart angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise auf dem Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel in Richtung der zweiten Elektrode von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur in einem ersten Bereich derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur in einem zweiten Bereich derart eingebracht ist, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht befindet, wobei die Struktur den ersten und zweiten Bereich trennt.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere einen Röntgen- und/oder Gammadetektor, gerichtet, umfassend:
    • eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel,
    • eine zweite Elektrode,
    • eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet,
    weiter umfassend eine Struktur, welche sich zumindest teilweise zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht derart angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise auf dem Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel in Richtung der zweiten Elektrode von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht in einem ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht in einem zweiten Bereich befindet, wobei
    sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet, wobei die Struktur den ersten und zweiten Bereich trennt.
  • In einem dritten Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung eines Detektors für elektromagnetische Strahlung, insbesondere eines Röntgen- und/oder Gammadetektors, offenbart, umfassend:
    • Bereitstellen einer ersten Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel;
    • Aufbringen einer Struktur zumindest teilweise auf den Zwischenraum der ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur derart aufgebracht wird, dass die Struktur auf dem Zwischenraum von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel von einem zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    • Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und einer zweiten Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit in die Struktur, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht wird, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet; und
    • Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und/oder die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit; oder
    • Bereitstellen einer Struktur, wobei die Struktur mindestens einen Zwischenraum aufweist;
    • Einbringen eines ersten Elektrodenpixels und eines zweiten Elektrodenpixels auf verschiedenen Seiten des Zwischenraums der Struktur, wobei der erste Elektrodenpixel und der zweite Elektrodenpixel die Struktur nicht füllen, und dadurch bilden einer ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    • Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und einer zweiten Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit in die Struktur, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht wird, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet; und
    • Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und/oder die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit.
  • Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Detektors für elektromagnetische Strahlung, insbesondere eines Röntgen- und/oder Gammadetektors, umfassend:
    • Bereitstellen einer ersten Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel;
    • Aufbringen einer Struktur zumindest teilweise auf den Zwischenraum der ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur derart aufgebracht wird, dass die Struktur auf dem Zwischenraum von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel von einem zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    • Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in die Struktur derart, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet, wobei
      sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet; und
    • Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit; oder
    • Bereitstellen einer Struktur, wobei die Struktur mindestens einen Zwischenraum aufweist;
    • Einbringen eines ersten Elektrodenpixels und eines zweiten Elektrodenpixels auf verschiedenen Seiten des Zwischenraums der Struktur, wobei der erste Elektrodenpixel und der zweite Elektrodenpixel die Struktur nicht füllen, und dadurch bilden einer ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    • Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in die Struktur derart, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet, wobei
      sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet; und - Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit.
  • Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen und der detaillierten Beschreibung zu entnehmen.
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen und ein weiteres Verständnis dieser vermitteln. Im Zusammenhang mit der Beschreibung dienen sie der Erklärung von Konzepten und Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten sind in den Figuren der Zeichnungen, sofern nichts anderes ausgeführt ist, jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt schematisch einen beispielhaften erfindungsgemäßen Detektor des ersten Aspekts.
  • In Figuren 2 und 3 sind beispielhafte erfindungsgemäße Detektoren des zweiten Aspekts beispielhaft dargestellt.
  • Figuren 4 bis 13 zeigen schematisch verschiedene beispielhafte Strukturen, welche in erfindungsgemäßen Detektoren Anwendung finden können.
  • In Figuren 14 bis 18 ist schematisch ein beispielhaftes Verfahren gemäß dem dritten Aspekt gezeigt.
  • Figuren 19 bis 22 zeigen schematisch beispielhafte erste Schichten in erfindungsgemäßen Detektoren.
  • In Figuren 23 und 24 sind spektrale Eigenschaften unterschiedlicher Perowskite gegenübergestellt.
  • Figuren 25 und 26 zeigen Bilder von Detektoren von Beispielen der Erfindung.
  • In Figur 27 ist die Füllhöhe von Perowskit in einem Detektor mit Struktur dargestellt.
  • Figuren 28 bis 30 zeigen SEM-Aufnahmen von unbehandeltem und mit MA-Gas behandeltem, rekristallisierten Perowskit gezeigt.
  • So nicht anderweitig definiert, haben hierin verwendete technische und wissenschaftliche Ausdrücke dieselbe Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Fachgebiet der Erfindung gemeinhin verstanden wird.
  • Mengenangaben im Rahmen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Gew.%, soweit nicht anderweitig angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich ist.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere einen Röntgen- und/oder Gammadetektor, umfassend:
    • eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel,
    • eine zweite Elektrode,
    • eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet, und
    • eine zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit, welche sich zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet,
      weiter umfassend eine Struktur, welche sich zumindest teilweise zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht derart angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise auf dem Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel in Richtung der zweiten Elektrode von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur in einem ersten Bereich derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur in einem zweiten Bereich derart eingebracht ist, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht befindet, wobei die Struktur den ersten und zweiten Bereich trennt.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen des Detektors des ersten Aspekts ist der mindestens eine erste Perowskit in der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und/oder der mindestens eine zweite Perowskit in der zweiten Schicht zumindest teilweise rekristallisiert. Zudem kann sich gemäß bestimmten Ausführungsformen des Detektors des ersten Aspekts auch eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der zweiten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheiden, wie im Detektor des zweiten Aspekts, also eine Mischform aus dem Detektor des ersten Aspekts und dem Detektor des zweiten Aspekts vorliegen. Entsprechend sind auch Ausführungen zu verschiedenen Füllhöhen im Zusammenhang mit dem Detektor des zweiten Aspekts auch sinngemäß auf verschiedene Ausführungsformen des Detektors des ersten Aspekts anwendbar.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere einen Röntgen- und/oder Gammadetektor, umfassend:
    • eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel,
    • eine zweite Elektrode,
    • eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet,
    weiter umfassend eine Struktur, welche sich zumindest teilweise zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht derart angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise auf dem Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel in Richtung der zweiten Elektrode von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht in einem ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht in einem zweiten Bereich befindet, wobei
    sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet, wobei die Struktur den ersten und zweiten Bereich trennt.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen des Detektors des zweiten Aspekts ist der mindestens eine erste Perowskit in der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise rekristallisiert.
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich sowohl auf den Detektor des ersten Aspekts wie auch auf den Detektor des zweiten Aspekts, und beschriebene Ausführungsformen sind sowohl für den Detektor des ersten Aspekts wie auch den Detektor des zweiten Aspekts möglich, sofern nicht anderweitig angegeben oder aus dem Zusammenhang ersichtlich ist.
  • Gleiche Bauteile bzw. gleiche Materialen des Detektors des ersten und des zweiten Aspekts können in den verschiedenen Detektoren gleich oder verschieden sein.
  • Im Detektor des ersten Aspekts und dem Detektor des zweiten Aspekts ist die erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel nicht besonders beschränkt. Auch können mehr als zwei Elektrodenpixel in der ersten Elektrodenschicht angeordnet sein, und die erste Elektrodenschicht kann eine Vielzahl, also 2 oder mehr, beispielsweise 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 100, 1000 oder mehr, von Elektrodenpixeln bzw. Pixeln aufweisen, welche elektrisch kontaktiert werden können. Zwischen den einzelnen Elektrodenpixeln ist dann jeweils mindestens ein Zwischenraum vorhergesehen, sodass sich bei mehreren Elektrodenpixeln auch eine Vielzahl von Zwischenräumen ergeben kann. Gemäß bestimmten Ausführungsformen bilden mehrere X Elektrodenpixel als quasi Subpixel einen Pixel, wobei X größer als 1 ist, bevorzugt zwischen 2-4. Die X Elektrodenpixel können auch als Subpixel bezeichnet werden und ergeben dann gemeinsam ein spektral sensitiver Pixel. Anschaulich für die Pixel-Subpixel Konfiguration ist beispielsweise die RGB Pixel-Konfiguration eines LCD Fernseher (jedes Pixel hat RGB Subpixel dank Farbfiltern) .
  • Es ist weder die Pixelgröße noch das Material der jeweiligen Elektrodenpixel besonders beschränkt, und es können Elektrodenpixel verwendet werden, welche bereits bisher in Detektoren für elektromagnetische Strahlung, insbesondere Röntgen- und/oder Gammadetektoren, Anwendung gefunden haben. Als Elektrodenpixel kann beispielsweise ein Elektrodenpixel mit einem Pitch von 98 µm eines quadratischen Elektrodenpixels verwendet werden, was einen Elektrodenpixel definiert, wobei auch andere Pixelgrößen möglich sind. Das Material der Elektrodenpixel ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise ein leitfähiges Metalloxid, ein leitfähiges Polymer, und/oder ein Metall umfassen, welches zur Detektion eines Elektrons und/oder Lochs, das durch einen Perowskit erzeugt wird, dient. So ein Substrat vorhanden ist, kann ein Substrat ein pixeliertes Substrat sein, auf dem sich die Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht befinden.
  • Entsprechend der Zahl der Elektrodenpixel ist im Detektor des ersten Aspekts auch die Zahl der x Schichten umfassend mindestens einen x. Perowskit (mit x einer natürlichen ganzen Zahl ≥ 2) nicht besonders beschränkt, und der Detektor umfasst mindestens so viele Elektrodenpixel, wie verschiedene Schichten umfassend verschiedene Perowskite vorhanden sind. Hierbei ist nicht ausgeschlossen, dass in einem Detektor des ersten Aspekts auch eine Vielzahl an ersten Schichten umfassend mindestens einen ersten Perowskit über einer Vielzahl von ersten Elektrodenpixeln, eine Vielzahl an zweiten Schichten umfassend mindestens einen zweiten Perowskit über einer Vielzahl von zweiten Elektrodenpixeln, und ggf. weiteren entsprechenden Schichten und Elektrodenpixeln (also dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten, zehnten, etc. Schichten umfassend mindestens einen dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten, zehnten, etc. Perowskit über dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten, zehnten, etc. Elektrodenpixeln) vorkommt.
  • Analog ist im Detektor des zweiten Aspekts auch die Zahl der Elektrodenpixel und die Zahl der ersten Schichten umfassend mindestens einen ersten Perowskit mit unterschiedlicher Füllhöhe nicht besonders beschränkt, und der Detektor umfasst mindestens so viele Elektrodenpixel, wie erste Schichten umfassend verschiedene Füllhöhen vorhanden sind. Hierbei ist nicht ausgeschlossen, dass in einem Detektor des zweiten Aspekts auch eine Vielzahl an ersten Schichten umfassend mindestens einen ersten Perowskit über einer Vielzahl von ersten Elektrodenpixeln mit einer ersten Füllhöhe, eine Vielzahl an ersten Schichten umfassend mindestens einen ersten Perowskit über einer Vielzahl von zweiten Elektrodenpixeln mit einer zweiten Füllhöhe, und ggf. weiteren entsprechenden Schichten und Elektrodenpixeln (also Schichten umfassend mindestens einen ersten Perowskit mit verschiedenen dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten, zehnten, etc. Füllhöhen über entsprechenden dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten, zehnten, etc. Elektrodenpixeln) vorkommt.
  • Ebenfalls ist die Anordnung der Elektrodenpixel nicht besonders beschränkt, und diese können beispielsweise entsprechend einer aufzubringenden jeweiligen Schicht umfassend mindestens einen entsprechenden Perowskiten geeignet angeordnet sein.
  • So beispielsweise verschiedene Schichten umfassend verschiedene Perowskite im Detektor des ersten Aspekts zur Anwendung kommen, kann eine Anordnung der Elektrodenpixel derart erfolgen, dass jeweils Schichten mit verschiedenen Perowskiten aneinander angrenzen. So beispielsweise verschiedene Schichten umfassend mindestens vier verschiedene Perowskite vorhanden sind (also eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, eine zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit, eine dritte Schicht umfassend mindestens einen dritten Perowskit und eine vierte Schicht umfassend mindestens einen vierten Perowskit), können diese wiederholt linear hintereinander in einer "Detektionsreihe" über jeweiligen Elektrodenpixeln angeordnet sein, oder bei einer Art zweidimensionaler Anordnung schachbrettartig in einem 2x2 Muster, wobei sich die jeweiligen Muster dann entsprechend in Detektoren mit einer Vielzahl von Elektrodenpixel wiederholen können und aneinander angrenzen können. Für unterschiedliche jeweilige Schichten umfassend mindestens einen entsprechenden Perowskit können sich analog auch verschiedene Anordnungen ergeben, wobei diese nicht in ihrer Form beschränkt sind. Neben linearen und schachbrettartigen Anordnungen von Elektrodenpixeln sind auch dreieckförmige, rhombische, mehreckige, etc. Anordnungen möglich, wobei die jeweilige Schicht umfassend den mindestens einen entsprechenden Perowskiten sich über einem Elektrodenpixel befindet. Es ist auch nicht ausgeschlossen, dass zwei Schichten umfassend einen gleichen Perowskiten im Detektor des ersten Aspekts aneinander angrenzen, so der Detektor mindestens eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und eine zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit über verschiedenen Elektrodenpixeln aufweist.
  • Entsprechend den Ausführungen zur Anordnung der Elektrodenpixel im Detektor des ersten Aspekts kann analog auch eine Anordnung der Elektrodenpixel im Detektor des zweiten Aspekts erfolgen, also Schichten umfassend mindestens einen ersten Perowskit mit unterschiedlicher Füllhöhe über benachbarten und/oder nicht benachbarten Elektrodenpixeln, verschoben, versetzt, schachbrettartig, dreieckig, rhombisch, etc. angeordnet sein, wobei auch hier die Anzahl an verschiedenen Füllhöhen auf die Verteilung der Elektrodenpixel einen Einfluss haben kann.
  • Im Detektor des ersten Aspekts und im Detektor des zweiten Aspekts befindet sich in der ersten Elektrodenschicht mindestens ein Zwischenraum, wobei bei einer Mehrzahl an Elektrodenpixeln von mehr als 2 auch eine Mehrzahl an Zwischenräumen zwischen Elektrodenpixeln vorliegt, wobei die Elektrodenpixel in den Detektoren gegeneinander durch Zwischenräume getrennt sind. So eine Vielzahl von Elektrodenpixeln und Zwischenräumen zwischen den Elektrodenpixeln vorhanden sind, können diese beispielsweise eine Gitterstruktur bilden. Der Zwischenraum kann bzw. (bei einer Vielzahl davon) die Zwischenräume können in Detektoren des ersten und zweiten Aspekts ein nicht leitfähiges Material umfassen, welches nicht besonders beschränkt ist und auch beispielsweise ein Material eines Substrats sein kann, beispielsweise wenn Elektrodenpixel nach Materialentfernung in einem Substrats (z.B. durch Ätzen, etc.) und Einbringen der Elektrodenpixel in ein Substrat eingebracht werden, und/oder auch die Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht anderweitig gegeneinander isolieren, beispielsweise durch ein Gas wie Luft, etc., beispielsweise wenn die Elektrodenpixel auf ein Substrat aufgebracht werden.
  • In erfindungsgemäßen Detektoren kann die erste Elektrodenschicht (wie auch die zweite Elektrode und/oder die erste Schicht und/oder die zweite Schicht, mit oder ohne unterschiedlicher Füllhöhe, sowie ggf. weitere Schichten und/oder das Substrat, etc.) eben und/oder gewölbt sein, sodass sich ebene oder auch gewölbte Detektoren ergeben können.
  • Darüber hinaus ist in den erfindungsgemäßen Detektoren auch die zweite Elektrode nicht besonders beschränkt. Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst die zweite Elektrode ein leitfähiges Metalloxid, ein leitfähiges Polymer, und/oder ein Metall. Im erfindungsgemäßen Detektor können die erste und zweite Elektrode (bzw. die erste Elektrodenschicht und die zweite Elektrode) geeignet als Anode und/oder Kathode geschalten sein. Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist die zweite Elektrode flächig ausgebildet. Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist die zweite Elektrode zumindest teilweise durchlässig oder vollständig durchlässig für eine zu detektierende elektromagnetische Strahlung, welche nicht besonders beschränkt ist und beispielsweise Röntgen- (Wellenlänge ≥ 10 pm und < 10 nm) und/oder Gammastrahlung (Wellenlänge < 10 pm) sein kann. Beispielsweise kann die zweite Elektrode Indiumzinnoxid (ITO), Aluminium-Zink-Oxid (aluminium doped zinc oxide, AZO), Antimon-Zinn-Oxid (antimony tin oxide, ATO) und/oder Fluor-Zinn-Oxid (FTO) umfassen oder daraus bestehen.
  • Die Struktur ist ebenfalls nicht besonders beschränkt, sofern sie zumindest teilweise oder vollständig zwischen einzelnen Pixeln der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist. Insbesondere ist die Struktur auch um die einzelnen Elektrodenpixel angeordnet, um Bereiche über den Elektrodenpixeln voneinander zu trennen, also beispielsweise einen ersten Bereich von einem zweiten Bereich, sowie ggf. diese von weiteren Bereichen, etwa einen dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten, zehnten, etc. Bereich, wobei auch diese Bereiche voneinander getrennt sind. Die Struktur dient in den erfindungsgemäßen Detektoren dazu, die einzelnen Elektrodenpixel und die Bereiche darüber voneinander zu trennen bzw. zu isolieren (stellt also eine Hilfsstruktur zur Separation verschiedener Bereiche dar, hat also eine Strukturierungfunktion), sodass die verschiedenen Elektrodenpixel Signale von den verschiedenen Perowskiten der ersten und zweiten Schichten im Detektor des ersten Aspekts bzw. Schichten mit unterschiedlichen Füllhöhen im Detektor des zweiten Aspekts detektieren können. Hierzu kann sich die Struktur auch teilweise auf und/oder über Elektrodenpixeln der ersten, pixelierten Elektrodenschicht befinden, sofern sie zumindest teilweise zwischen den Elektrodenpixeln der ersten Elektrodenschicht liegt, also beispielweise derart, dass sie in dem Zwischenraum bzw. Zwischenräumen bzw. in einer Gitterstruktur der ersten Elektrodenschicht (gebildet beispielsweise aus einem Nichtelektrodenmaterial der ersten Elektrodenschicht und/oder einem Gas wie Luft), direkt auf dem Zwischenraum bzw. Zwischenräumen bzw. der Gitterstruktur bzw. dem Material des Zwischenraums bzw. der Zwischenräume bzw. der Gitterstruktur zwischen Elektrodenpixeln, und/oder über dem Zwischenraum bzw. Zwischenräumen, also ebenfalls auf dem Material des Zwischenraums bzw. der Zwischenräume zwischen Elektrodenpixeln, beispielsweise der Gitterstruktur bzw. dessen Material, angeordnet ist. Hierzu ist die Struktur derart angeordnet, dass sie sich zumindest von der ersten Elektrodenschicht weg hin in Richtung der zweiten Elektrode erstreckt, also eine dreidimensionale Struktur bildet, welche sich zumindest zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet. Es ist hierbei nicht ausgeschlossen, dass sich auch Teile der Struktur innerhalb der ersten Elektrodenschicht befinden, beispielsweise in dem Zwischenraum bzw. den Zwischenräumen, um für eine bessere Verankerung der Struktur zu sorgen. Durch die Struktur, welche insbesondere als elektrisch isolierende Struktur aufgebracht ist, kann eine Vergrößerung der Ankeroberfläche für die erste Schicht und die zweite Schicht (sowie ggf. weitere Schichten umfassend mindestens einen entsprechenden Perowskit) im Detektor des ersten Aspekts wie auch die erste Schicht im Detektor des zweiten Aspekts auf der ersten Elektrodenschicht und ggf. somit auch auf einem Substrat ermöglichen.
  • Die Struktur befindet sich also gemäß bestimmten Ausführungsformen zumindest teilweise oder auch vollständig in einer Region, die durch den Zwischenraum bzw. die Zwischenräume bzw. die Gitterstruktur der ersten Elektrodenschicht zwischen einzelnen Elektrodenpixeln definiert ist, wobei die Struktur auch im Zwischenraum bzw. in den Zwischenräumen bzw. der Gitterstruktur liegen kann. Hierbei ist nicht ausgeschlossen, dass die Struktur auch teilweise auf und/oder über den Elektrodenpixeln der ersten Elektrodenschicht liegt. Die Struktur befindet sich derart zwischen den Elektrodenpixeln dass zumindest über dem Zwischenraum bzw. den Zwischenräumen der ersten Elektrodenschicht in Richtung der zweiten Elektrode eine 3D-Form gebildet bzw. ein dreidimensionaler Körper gebildet wird.
  • Zusätzlich zur Strukturierung ermöglicht die Struktur einen Herstellungsprozess, wo verschiedene Bereiche und Füllhöhen bzw. Schichtdicken von darin eingebrachten Schichten und somit ein Absorbermaterial der Schichten, also zumindest ein Perowskit, pixelweise definiert werden kann.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen umgibt die Struktur den ersten Bereich und den zweiten Bereich sowie ggf. dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte, achte, neune, zehnte, etc. Bereiche über dem jeweiligen Elektrodenpixel. So ein Elektrodenpixel am Rand eines Detektors liegt, kann die Struktur an diesem Rand auch durch ein Gehäuse des Detektors, etc., ersetzt sein, wobei das Gehäuse nicht besonders beschränkt ist und insbesondere nicht elektrisch leitend ist. Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist jedoch jeder Bereich über jedem Elektrodenpixel von der Struktur umgeben. Die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit sowie die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit sowie ggf. weitere Schichten umfassend entsprechende weitere Perowskite, wie oben beispielhaft für bis zu zehn Schichten angegeben, werden im Detektor des ersten Aspekts gemäß bestimmten Ausführungsformen in die Struktur über den jeweiligen Elektrodenpixeln derart eingefüllt, dass sie durch den jeweiligen Elektrodenpixel und die Struktur begrenzt sind und die Füllhöhe der jeweiligen Schicht bevorzugt nicht über die Höhe der Struktur hinausgeht. Entsprechend wird im Detektor des zweiten Aspekts die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit in die Struktur über den jeweiligen ersten, zweiten, sowie ggf. dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten, zehnten, etc. Elektrodenpixeln derart eingefüllt, dass sie durch den jeweiligen Elektrodenpixel und die Struktur begrenzt sind und die Füllhöhe der jeweiligen Schicht bevorzugt nicht über die Höhe der Struktur hinausgeht.
  • Die Form eines solchen Körpers der Struktur ist nicht besonders beschränkt. Beispielhafte Formen für die Struktur sind schematisch in Form zweidimensionaler Schnitte in Figuren 4 bis 13 gezeigt. Aus diesen Figuren wird auch deutlich, wie die Struktur 1.5 zumindest teilweise zwischen den Elektrodenpixeln 1.6 angeordnet ist. In Figuren 4 und 5 sind beispielsweise Strukturen gezeigt, welche sich zur (nicht gezeigten, darüber befindlichen) zweiten Elektrode verbreitern bzw. verjüngen. Solche Formen sind beispielsweise durch die Verwendung unterschiedlicher Photolacke (negative bzw. positive Photolacke) bei der Herstellung erhältlich. Auch die in Figuren 6 bis 8 gezeigten Formen sind beispielsweise durch Verwendung verschiedener Photolacke erhältlich, und/oder durch andere, nachfolgend dargelegte Verfahren. Die in Figur 8 gezeigte Form kann z.B. mittels eines Lift-off Resists (LOR) hergestellt werden.
  • Neben verschiedenen Formen können auch die Abmessungen der Struktur 1.5 variieren, wie in Figuren 9 bis 11 zu sehen ist: Ein Beispiel wäre, dass die Strukturen 1.5 genau zwischen die Elektrodenpixel 1.6 passen (Figur 9); in einem anderen Beispiel ist die Struktur 1.5 breiter als der Abstand zwischen den Elektrodenpixeln 1.6, also der Zwischenraum (Figur 10); alternativ kann die Struktur 1.5 auch schmaler als der Abstand der Elektrodenpixel 1.6 sein, wobei hier dann auch die Struktur 1.5 in den Zwischenraum bzw. die Zwischenräume eingebracht sein kann (was auch in den anderen Figuren nicht ausgeschlossen ist; Figur 11). Weiterhin können auch Teile der Struktur 1.5 noch zusätzlich oberhalb der aktiven Fläche der Elektrodenpixel 1.6 ergänzt werden, wie in den Figuren 12 und 13 schematisch gezeigt wird. Hierdurch kann die Haftung der ersten Schicht und zweiten Schicht im Detektor des ersten Aspekts bzw. der ersten Schicht im Detektor des zweiten Aspekts weiter verstärkt werden, jedoch kann die Detektion durch die Verringerung der zur Detektion verfügbaren aktiven Fläche der Elektrodenpixel 1.6 ebenfalls verringert sein.
  • Die verschiedenen Formen der Struktur sind daneben auch auf andere Weise erhältlich, beispielsweise durch selektives Ätzen und/oder Laserabtragung eines Substrats mit anschließender Einbringung der Elektrodenpixel in geätzte und/oder abgetragene Bereiche des Substrats, wobei hierbei dann das Material des Zwischenraums bzw. der Zwischenräume der ersten Elektrodenschicht und der Struktur dem Material des Substrats entsprechen kann, und/oder durch 3D-Drucken. In solchen Fällen sind als Material der Struktur beispielsweise verschiedene Polymere, Keramiken, etc. möglich. Entsprechende Verfahren zum selektiven Ätzen sind beispielsweise aus J.D. Zahn et al., "A direct plasma etch approach to high aspect ratio polymer micromachining with applications in biomems and CMOSmems", Technical Digest. MEMS 2002 IEEE International Conference. Fifteenth IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, DOI: 10.1109/MEMSYS.2002.984223 bekannt. Ein beispielhaftes Verfahren zum Laserabtragen ist beispielsweise in V.N. Tokarev et al., "High-aspect-ratio microdrilling of polymers with UV laser ablation: experiment with analytical model", Appl. Phys. A, 2002, DOI: 10.1007/s00339-002-1511-8 beschrieben. Ein Verfahren zum 3D-Drucken ist beispielsweise aus A. Kain et al., "High aspect ratio- and 3D- printing of freestanding sophisticated structures", Procedie Chemistry 1, 2009, 750-753, DOI: 10.1016/j.proche.2009.07.187 bekannt.
  • Auch die Maße der Struktur sind nicht besonders beschränkt. Bevorzugt ist jedoch eine Struktur, welche von der Oberfläche der ersten, pixelierten Elektrodenschicht eine Höhe von 0,5 bis 5000 µm, bevorzugt 0,8 bis 4000 µm, weiter bevorzugt 1 bis 3000 µm, noch weiter bevorzugt 10 bis 2000 µm, z.B. 20 bis 1800 µm oder 30 bis 1700 µm, insbesondere 50 bis 1500 µm aufweist. Für die Struktur sind auch bei mehreren Elektrodenpixeln in einzelnen Regionen der Trennung von verschiedenen Bereichen über verschiedenen Elektrodenpixeln verschiedene Höhen (und/oder ggf. auch Breiten) möglich, beispielsweise wenn in einem Detektor des zweiten Aspekts Elektrodenpixel auf unterschiedlichen Höhen und/oder mit unterschiedlichen Dicken angeordnet sind, um unterschiedliche Füllhöhen der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zu ermöglichen. Auch ist eine Struktur mit einen hohen Aspektverhältnis (Verhältnis Höhe zu Breite) bevorzugt, insbesondere wenn sich die Struktur als "Gitter" und/oder "Wand" von der Oberfläche der ersten, pixelierten Elektrodenschicht weg erstreckt (wobei sie den ersten und zweiten Bereich trennt), wobei hier dann eine Breite der Wand und/oder der Querstreben des Gitters beispielsweise 0,5 bis 80 µm, bevorzugt 1 bis 50 µm, weiter bevorzugt 2 bis 35 µm, noch weiter bevorzugt 3 bis 25 µm, noch weiter bevorzugt 4 bis 15 µm, insbesondere 5 bis 10 µm, betragen kann, wobei die Breite beispielsweise direkt auf der Oberfläche der ersten, pixelierten Elektrodenschicht gemessen werden kann, insbesondere bei sich verjüngenden oder verbreiternden Strukturen oder anderweitig unregelmäßig geformten Strukturen. Das Aspektverhältnis kann hierbei abhängig sein vom Anwendungsgebiet (z.B. Mammographie (MAMMO), Radiologie (RAD), Fluoroskopie (FLUORO), Non-Destructive Testing (NDT)), der Härte der zu detektierenden elektromagnetischen Strahlung, der Absorptionseigenschaften des Perowskits, der diese Strahlung direkt oder indirekt (bei Anwesenheit einer Schicht umfassend mindestens einen Szintillator), etc.
  • Es ist auch nicht ausgeschlossen, dass die Elektrodenpixel in die Struktur bei der Herstellung eingefüllt werden, also erst nach der Struktur erzeugt werden. Hier können ggf. auch höhere Aspektverhältnisse erzielt werden. So die Struktur auch in den Zwischenräumen liegt, befinden sich die Elektrodenpixel quasi in der Struktur, sodass hier die erste Elektrodenschicht auch von Teilen der Struktur gebildet sein kann, im Bereich des Zwischenraums bzw. der Zwischenräume der ersten Elektrodenschicht (hier wäre dann die erste Elektrodenschicht beispielsweise als eine Schicht gleicher Höhe zur Höhe der Elektrodenpixel bzw. des dünnsten Elektrodenpixels zu verstehen, die gedanklich aus dem Detektor herausgenommen wird, wobei dann sich zwischen den Elektrodenpixeln das Material der Struktur befindet und somit den Zwischenraum bzw. die Zwischenräume zwischen den Elektrodenpixeln ausfüllt). Der Zwischenraum hat bzw. die Zwischenräume haben hierbei insbesondere dann, wie auch sonst in der ersten Elektrodenschicht, eine Höhe, welche der Höhe der Elektrodenpixel (auch als Pixelelektroden bezeichnet) entspricht. Die Elektrodenpixel können hierbei einen Füllungsfaktor der Struktur (also in den nicht durch das Material der Struktur gefüllten Bereichen der Struktur, beispielsweise in einer Gitterstruktur als Struktur) von beispielsweise bis zu 90% aufweisen, bevorzugt jedoch <50%, bevorzugt <10%, mehr bevorzugt <2%.
  • Es ist beispielsweise eine Größe bzw. ein Pitch eines Elektrodenpixels von 150 µm oder mehr, eine Breite der Struktur von 50 µm und weniger und/oder einer Höhe der Struktur von bis zu 1250 µm möglich.
  • Das Material der Struktur ist ebenfalls nicht besonders beschränkt, ist bevorzugt jedoch elektrisch isolierend, um einen Kurzschluss zwischen einzelnen Elektrodenpixeln zu vermeiden. Das Material der Struktur kann hierbei auch von der Herstellung der Struktur selbst abhängen. Wie oben beschrieben kann das Material der Struktur auch dem Material des Zwischenraums bzw. der Zwischenräume und ggf. auch eines Substrats entsprechen, kann aber auch verschieden sein, beispielsweise bei einer Auftragung von Material wie beim 3D-Drucken oder der Auftragung von Lacken.
  • So ist eine beispielhafte Herstellung der Struktur durch die Auftragung von Lacken, beispielsweise Photolacken, möglich, welche durch Formen und/oder Masken geeignet strukturiert und ggf. auch mehrmals aufgetragen werden können. Die Lacke, beispielsweise Photolacke, sind nicht besonders beschränkt. Durch eine geeignete Auswahl der Lacke, beispielsweise Photolacke, kann auch eine Haftung der ersten Schicht und zweiten Schicht und insbesondere des mindestens einen ersten Perowskits und des mindestens einen zweiten Perowskits im Detektor des ersten Aspekt bzw. der ersten Schicht und insbesondere des mindestens einen ersten Perowskits im Detektor des zweiten Aspekts an der Struktur beeinflusst werden. Dies schließt auch ein Benetzungsverhalten des Materials der ersten Schicht und der zweiten Schicht bzw. der ersten Schicht und insbesondere des mindestens einen ersten Perowskits und mindestens einen zweiten Perowskits bzw. des mindestens einen ersten Perowskits ein, falls diese bzw. dieser bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Rekristallisation zumindest teilweise verflüssigt wird. Entsprechendes gilt auch für andere Materialien bei anderen Herstellungsverfahren, wie oben erwähnt.
  • Die verschiedenen Photolacke sind nicht besonders beschränkt und können beispielsweise sowohl positive wie negative oder andere strukturierbare Materialien sein. Beispiele für positive Photolacke bzw. Photoresists sind z.B. AZ 10XT, AZ 12XT, AZ 40XT, AZ 4533, AZ 4562, AZ 9245, AZ 9260, AS IPS 6050, AZ P4110, AZ P4260, AZ P4903 und PL 177 der Firma Microchemicals GmbH, und Beispiele für negative Photolacke z.B. AZ 125nXT, AZ 125 nXT (115CPS), AZ 15nXT (450CPS), AZ nLof 2020, AZ nLof 2035, AZ nLof 2070 und AZ nLof 5510 der Firma Microchemicals GmbH. Weitere Beispiele für Photolacke sowie Verfahren zu deren Strukturierung sind in B. Loechel, "Thick-layer resists for surface micromachining", J. Micromech. Microeng. 10, 2000, 108-115 genannt. Als weiteres Beispiel für einen Photolack ist SU-8 zu nennen, beispielsweise in A. del Campo und C. Greiner, "SU-8: a photoresist for high-aspect-ratio and 3D submicron lithography", J. Microchem. Microeng. 17, 2007, R81-R95 beschrieben.
  • Die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit, der vom ersten Perowskit verschieden ist, im Detektor des ersten Aspekts sind ebenfalls nicht besonders beschränkt bzw. die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit im Detektor des zweiten Aspekts ist ebenfalls nicht besonders beschränkt. Die Menge an erstem Perowskit in der ersten Schicht und die Menge an zweitem Perowskit in der zweiten Schicht bzw. von weiteren Perowskiten im Detektor des ersten Aspekts in weiteren Schichten, welche von den anderen Perowskiten verschieden sind, ist auch nicht besonders beschränkt. Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst die erste Schicht den mindestens einen ersten Perowskit in einer Menge von ≥ 30 Gew.%, ≥ 50 Gew.%, oder ≥ 70 Gew.%, bezogen auf die erste Schicht, oder besteht im Wesentlichen aus dem ersten Perowskit (z.B. ≥ 90 Gew.%, ≥ 95 Gew.%, oder ≥ 99 Gew.%, bezogen auf die erste Schicht); oder besteht sogar aus dem mindestens einen ersten Perowskit, umfasst die zweite Schicht den mindestens einen zweiten Perowskit in einer Menge von ≥ 30 Gew.%, ≥ 50 Gew.%, oder ≥ 70 Gew.%, bezogen auf die erste Schicht, oder besteht im Wesentlichen aus dem zweiten Perowskit (z.B. ≥ 90 Gew.%, ≥ 95 Gew.%, oder ≥ 99 Gew.%, bezogen auf die zweite Schicht); oder besteht sogar aus dem mindestens einen zweiten Perowskit, etc.
  • Die Füllhöhe der ersten und der zweiten Schicht und etwaiger weiterer Schichten umfassend mindestens einen entsprechenden Perowskiten im Detektor des ersten Aspekts ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise der Höhe der Struktur entsprechen, also beispielweise eine Höhe von 0,5 bis 5000 µm, bevorzugt 0,8 bis 4000 µm, weiter bevorzugt 1 bis 3000 µm, noch weiter bevorzugt 10 bis 2000 µm, z.B. 20 bis 1800 µm oder 30 bis 1700 µm, insbesondere 50 bis 1500 µm aufweisen, kann aber auch geringer oder größer sein, im Detektor des ersten Aspekts bevorzugt jedoch gleich oder geringer, um eine Kontaktierung der Schichten umfassend verschiedene Perowskite zu vermeiden. Im Detektor des zweiten Aspekts unterscheiden sich die Füllhöhen der ersten Schicht umfassend den mindestens einen ersten Perowskit in unterschiedlichen Bereichen, also im ersten, zweiten und etwaigen weiteren Bereichen, wobei die Füllhöhe in einem (z.B. ersten) Bereich beispielsweise der Höhe der Struktur entsprechen kann, also beispielweise eine Höhe von 0,5 bis 5000 µm, bevorzugt 0,8 bis 4000 µm, weiter bevorzugt 1 bis 3000 µm, noch weiter bevorzugt 10 bis 2000 µm, z.B. 20 bis 1800 µm oder 30 bis 1700 µm, insbesondere 50 bis 1500 µm aufweisen kann, oder geringer oder größer sein kann, und in weiteren Bereichen (z.B. einem zweiten, dritten, vierten, etc. Bereich) niedriger als diese Höhe sein, beispielsweise um 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90% oder mehr.
  • In der ersten Schicht ist der mindestens eine erste Perowskit nicht besonders beschränkt, und es können ein Perowskit oder eine Mehrzahl von Perowskiten, beispielsweise 2, 3, 4, 5 oder mehr Perowskite umfasst sein. Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst die erste Schicht einen Perowskit. Im Detektor des zweiten Aspekts ist zudem in der zweiten Schicht der mindestens eine zweite Perowskit nicht besonders beschränkt, und es können ein Perowskit oder eine Mehrzahl von Perowskiten, beispielsweise 2, 3, 4, 5 oder mehr Perowskite umfasst sein, wobei sich mindestens einer von einem Perowskiten der ersten Schicht unterscheidet. Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst die zweite Schicht einen Perowskit. Entsprechendes gilt auch, wenn darüber hinaus mehrere Schichten umfassend weitere Perowskite vorgesehen sind.
  • Der erste Perowskit, der zweite Perowskit, etc. sind nicht besonders beschränkt. Beispielsweise können sowohl organisch-anorganische als auch rein anorganische Perowskite mit einer ABX3-Struktur, mit einem oder mehreren Kationen (A+), einem oder mehr B+-Kationen und einem oder mehr Halogeniden X- Anwendung finden, welche nicht besonders beschränkt sind. Beispiele geeigneter Perowskite als erster Perowskit, zweiter Perowskit, etc. im Detektor des ersten Aspekts bzw. als erster Perowskit im Detektor des zweiten Aspekts sind gemäß bestimmten Ausführungsformen MAPbI3 (CH3NH3PbI3), MAPbBr3 (CH3NH3PbBr3), FAPbI3(HC(NH2)2PbI3), MAPbICl2(CH3NH3PbICl2), FAPbBr3(HC(NH2)2PbBr3), EAPbI3(CH3CH2NH3PbI3), PAPbI3 (CH3CH2CH2NH3PbI3), BA2PbI4((CH3CH2CH2CH2NH3)2PbI4), PMA2PbI4 ((C6H5CH2NH3)2PbI4), PEA2PbI4((C6H5CH2CH2NH3)2PbI4), EAPbBr3 (CH3CH2NH3PbBr3), PAPbBr3(CH3CH2CH2NH3PbBr3); Mischhalogenide derselben; anorganisch-organische Perowskite mit einer Mischung von A-Kationen mit Halogeniden X (X =C l, I, und/oder Br), wie beispielsweise MAFAPbX3 (MA = CH3NH3, FA = HC(NH2)2), MAGAPbX3 (GA = Guanidinium), BAPAPbX3 (BA = CH3CH2CH2CH2NH3, PA = CH3CH2CH2NH3); organisch halogenierte Mischungen, bei denen die Halogene teilweise durch andere Halogene ersetzt sind (z.B. mit Halogeniden der Formel I3-xClx oder Br3-xClx, etc., z.B. MAPbI3-xClx oder CH3NH3PbBr3-xClx); organische und/oder organisch-anorganische Perowskite, bei denen Pb zumindest teilweise oder sogar vollständig durch Sn, Cu, Ni, Bi, Co, Fe, Mn, Cr, Cd, Ge und/oder Yb substituiert ist, und/oder Mischungen davon; anorganische Perowskite und Mischungen davon, beispielsweise CsPbX3, wobei X = Cl, Br, und/oder I, sowie Mischungen davon, Cs3Bi2X9, wobei X = Cl, Br, und/oder I, sowie Mischungen davon, Cs3Sb2X, wobei X = Cl, Br, und/oder I, sowie Mischungen davon, Cs2AgBiX6, wobei X = Cl, Br, und/oder I, sowie Mischungen davon, Rb3Bi2X9, wobei X = Cl, Br, und/oder I, sowie Mischungen davon, Rb3Sb2X9, wobei X = Cl, Br, und/oder I, sowie Mischungen davon, CsSnI3; etc., sowie Mischungen der Perowskite.
  • Durch die erste Schicht (Detektor des ersten und zweiten Aspekts), zweite Schicht und ggf. weitere Schichten (Detektor des ersten Aspekts) kann, in Verbindung mit der Struktur, zudem eine verbesserte Haftung weiterer Schichten an der ersten Elektrodenschicht erzielt werden.
  • Die Einbringung der ersten Schicht und zweiten Schicht und etwaiger weiterer Schichten in die Struktur im Detektor des ersten Aspekts bzw. der ersten Schicht im Detektor des zweiten Aspekts ist nicht besonders beschränkt, und sie können bzw. kann derart eingebracht sein, dass sie die Struktur nur teilweise füllen bzw. füllt, sie können bzw. kann derart eingebracht sein, dass sie die Struktur genau füllen bzw. füllt, also mit einer Oberkante oder einem obersten Punkt der Struktur abschließt, oder sie können bzw. kann derart eingebracht sein, dass sie über die Struktur hinausgehen bzw. hinausgeht, also diese füllen bzw. füllt und zudem teilweise oder vollständig bedecken bzw. bedeckt, wobei letzteres nicht bevorzugt ist, insbesondere für den Detektor des ersten Aspekts. Auch kann die Form der Einbringung, also die Füllung bei nicht vollständiger Füllung, vom Material der Struktur abhängig sein, wie oben beschrieben.
  • Verschiedene Beispiele für solche verschiedenen Füllungen sind in Figuren 19 bis 22 gezeigt. Gezeigt sind hierbei Elektrodenpixel 3.4 mit der Struktur 3.3 sowie der ersten Schicht 3.7b (bzw. weiteren, verschiedenen Schichten, die hier nicht bezeichnet sind und hier dem Detektor des ersten Aspekts entsprechen), welche beispielsweise einen rekristallisierten ersten Perowskit umfasst, wie nachstehend erläutert. Eine Variante ist, dass die erste Schicht 3.7b mit ebener Oberkante (gerade Ebene unterhalb der Höhe der Struktur) in die Struktur 3.3 eingefüllt ist, wie in Figur 19 gezeigt. Zusätzlich können die Schichten inklusive der ersten Schicht 3.7b eine positive Wölbung (Figur 20) besitzen, oder eine negative, wie in Figur 21 dargestellt, oder Mischungen von ebenen Oberkanten, positiven Wölbungen und/oder negativen Wölbungen, wie in Figur 22 zu sehen ist. Dies hängt beispielsweise vom Benetzungsverhalten (hydrophob, hydrophil) der Struktur und/oder der ersten Elektrodenschicht, beispielsweise der Elektrodenpixel, ab. Andere Formen sind auch denkbar.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist der mindestens eine erste Perowskit in der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise rekristallisiert und insbesondere rekristallisiert. Hierdurch kann die erste Schicht besser mit der Struktur verbunden werden. Im Detektor des ersten Aspekts ist zudem der mindestens eine zweite Perowskit in der zweiten Schicht umfassend mindestens eine zweiten Perowskit - sowie ggf. weitere Perowskite in weiteren Schichten - zumindest teilweise rekristallisiert und insbesondere rekristallisiert. Hierdurch kann die zweite Schicht und können ggf. weitere Schichten besser mit der Struktur verbunden werden.
  • Das Rekristallisieren ist hierbei nicht besonders beschränkt. Insbesondere unterscheidet sich der rekristallisierte erste Perowskit von einem nicht rekristallisierten ersten Perowskit, der rekristallisierte zweite Perowskit von einem nicht rekristallisierten zweiten Perowskit, etc., da sich die Kristallstruktur beim Rekristallisieren ändert. Entsprechend kann eine entsprechende erste, zweite und ggf. weitere Schicht mit zumindest teilweise oder vollständig rekristallisiertem Perowskit (hier auch rekristallisierte Schicht genannt) leicht von einer anderen Schicht mit demselben Perowskit, in der dieser nicht rekristallisiert ist, unterschieden werden, weil die Schichten eine unterschiedliche Morphologie aufweisen, die einfach mit Röntgenelektronenmikroskopie (REM) oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) anhand von Bilder zu erfassen ist. Auch Röntgenbeugungs-(XRD) Spektren der Schichten weisen Unterschiede auf.
  • Eine Rekristallisation kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch Schmelzen unter Verwendung von Methylamin-Gas, insbesondere bei Perowskiten, welche Methylammonium-Ionen enthalten, durch Druck und/oder Temperatur, wobei die Verfahren auf den verwendeten Perowskit angepasst werden können. Beispielsweise umfasst der erste, zweite, etc. Perowskit Alkylammoniumionen, insbesondere mit 1 - 4 C-Atomen, weiter bevorzugt Methylammoniumionen, und die Behandlung zur Herstellung einer ersten, zweiten, ggf. weiteren Schicht erfolgt mit einem Gas umfassend Methylamin, insbesondere mit Methylamin-Gas.
  • Die Behandlung von Perowskiten, die Methylammonium-Ionen enthalten, mittels Methylamin (MA)-Gas ist bereits im Jahr 2017 von Li et al. publiziert worden (Li, C., S. Pang, H. Xu und G. Cui. Methylamine gas based synthesis and healing process toward upscaling of perovskite solar cells: Progress and perspective. Solar RRL, 1(9), 1700076 (2017).). In ihrem Paper beschreiben sie die Verflüssigung der zuvor festen Perowskitschicht nach der Einwirkung von MA-Gas und die anschließende Rekristallisierung mit einer veränderten Morphologie, sobald das MA-Gas nicht mehr in der Atmosphäre enthalten ist. Das Patent EP 3304611 B1 bedient sich diesem Phänomen, um einen Perowskit aus Präkursoren (u.a. einem Metallhalogenid), die auf zwei verschiedenen Oberflächen aufgetragen wurden, herzustellen. In der CN 10209088003 A ist ein Prozess beschrieben, bei dem ein einkistallines Perowskit-Pulver auf eine mesoporöse Schicht, wie zum Beispiel Titanoxid, aufgetragen und mittels MA-Gas verflüssigt wird. Als flüssige Metaphase dringt das Perowskit in die Poren ein und rekristallisiert dort.
  • Insbesondere ist Behandlung mit MA-Gas bevorzugt, da es technisch einfach handhabbar ist und nur geringe Mengen an MA-Gas (z.B. in einer Kammer mit Unterdruck mit einem Druck des MA-Gases von 10-6 mbar bis 10 bar, z.B. in einer Kammer mit einem Volumen von 1 L (beispielsweise 0,25 g MA-Gas bei 200 mbar Druck)) erforderlich sind, was Kosten spart.
  • Die erste, zweite und ggf. weitere Schicht kann hierbei auch schichtweise mehrfach aufgebracht und rekristallisiert werden. Die erste, zweite und ggf. weitere Schicht umfassend mindestens einen ersten, zweiten und ggf. weiteren verflüssigten und rekristallisierten Perowskit kann hier insbesondere als Haftvermittler zwischen der ersten Elektrodenschicht oder einer optional anderen, darauf aufgebrachten Schicht wie einer Elektronenleiter- oder Lochleiterschicht und einer ggf. weiteren Schicht umfassend mindestens einen Szintillator dienen.
  • Im Detektor des ersten Aspekts werden zumindest ein erster Perowskit und zumindest ein zweiter Perowskit sowie ggf. weitere Perowskite verwendet. Die Kombination solcher Perowskite, die in die verschiedenen abgetrennten Bereiche mit den jeweiligen Schichten eingefüllt sind, kann abhängig sein von deren Absorptionskoeffizienten in Abhängigkeit der Wellenlänge bzw. Energie der einstrahlenden elektromagnetischen Strahlung. Figur 23 zeigt hier Beispiele für verschiedene Massenschwächungskoeffizienten µ/ρ von verschiedenen Perowskiten mit MA+ in Abhängigkeit der Photonenenergie E von Röntgenstrahlung. In Figur 24 sind darüber hinaus verschiedene Absorptionskoeffizienten µ von verschiedenen Perowskiten mit MA+ in Abhängigkeit der Photonenenergie E von Röntgenstrahlung gezeigt. In beiden Spektren sind die Absorptionskanten deutlich zu erkennen. Aus beiden Spektren wird deutlich, dass hier durch verschiedene Perowskite verschiedene Strahlung unterschiedlich detektiert werden kann, sodass hier eine spektrale Auflösung eines zu untersuchenden Materials möglich ist.
  • Im Detektor des zweiten Aspekts kann die spektrale Auflösung über die verschiedenen Füllhöhen erzielt werden. Elektrodenpixel (auch im Sinne von Subpixeln) mit der niedrigsten Füllhöhe ermöglichen nur das vollständige Erfassen von niederenergetischer elektromagnetischer Strahlung. Mit steigender Füllhöhe steigt der absorbierte Anteil der hochenergetischen Photonen. Die Korrelation der Signale der Elektrodenpixel ermöglicht eine spektrale Information.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfassen ein Detektor des ersten Aspekts oder ein Detektor des zweiten Aspekts weiter eine Schicht umfassend mindestens einen Szintillator, welche sich zumindest zwischen der Struktur und der zweiten Elektrode befindet. Hierdurch ist eine indirekte Detektion von Strahlung in den Schichten umfassend Perowskit möglich, wie oben beschrieben. So mehrere Schichten umfassend verschiedene Szintillatoren aufgebracht werden, ist auch hier eine weitere spektrale Auflösung möglich.
  • Die Schicht umfassend mindestens einen Szintillator ist hierbei nicht besonders beschränkt. Gemäß bestimmten Ausführungsformen weist sie eine Dicke (in Richtung zwischen der ersten, pixelierten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode) von 5 bis 5000 µm, bevorzugt 10 bis 3000 µm, weiter bevorzugt 50 bis 2000 µm, noch weiter bevorzugt 100 bis 1500 µm auf. Die dritte Schicht kann als separate Schicht hergestellt werden, beispielsweise als separat hergestellte Szintillatorschicht, und kann sowohl freistehend als auch nicht freistehend sein, also beispielsweise auch bei der Herstellung in Kontakt mit der zweiten Elektrode oder einer optionalen elektronenleitenden oder lochleitenden Schicht sein, z.B. in Kontakt mit einer ITO oder FTO-Elektrode, wobei die zweite Elektrode auch beispielweise auf einer transparenten Oberflächenschicht wie einem Glas sein kann.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist die Schicht umfassend mindestens einen Szintillator in Kontakt mit der ersten Schicht und zweiten Schicht und ggf. weiteren Schichten (Detektor des ersten Aspekts) bzw. der ersten Schicht (Detektor des zweiten Aspekts) und/oder der Struktur.
  • In Ausführungsformen mit Schicht umfassend mindestens einen Szintillator dient diese insbesondere als Detektionsschicht für hochenergetische Strahlung, beispielsweise Röntgen- und/oder Gammastrahlung, und die Schicht bzw. Schichten umfassend mindestens einen Perowskit dient bzw. dienen der indirekten Detektion durch die Konversion von Photonen, die in der Schicht umfassend mindestens einen Szintillator erzeugt werden.
  • Der Szintillator der Schicht umfassend mindestens einen Szintillator ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise sind CsI:Tl, mit Thallium dotiertes Cäsiumiodid, mit Terbium dotiertes Gadoliniumoxysulfid, Bariumfluorid (BaF2), Bismutgermanat (BGO), Berylliumfluorid (BeF3), Quantendots, szintillierende Perowskit-Nanokristalle, etc., als Szintillator geeignet.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfassen ein Detektor des ersten Aspekts oder ein Detektor des zweiten Aspekts weiter eine elektronenleitende und/oder eine lochleitende Schicht, welche sich zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet. Es können auch mehrere elektronenleitende und/oder lochleitende Schichten im Detektor umfasst sein.
  • Die elektronenleitende und/oder lochleitende Schicht ist hierbei nicht besonders beschränkt, und es können nur eine elektronenleitende Schicht, nur eine lochleitende Schicht oder eine elektronen- und eine lochleitende Schicht in erfindungsgemäßen Detektoren vorhanden sein. Eine elektronenleitende und/oder lochleitende Schicht stellt hierbei eine Zwischenschicht dar, welche auch als Interlayer bezeichnet wird. Ein Interlayer ist entsprechend eine Zwischenschicht, die entweder als Elektrontransport- (bzw. Loch-blockierende (HBL)) Schicht, also als elektronenleitende Schicht, oder als Lochtransport-(bzw. Elektronen-blockierende (EBL)) Schicht, also als lochleitende Schicht funktioniert.
  • Die Materialien für solche elektronenleitende und/oder lochleitende Schichten sind nicht besonders beschränkt, und es können solche zur Anwendung kommen, welche in üblichen elektronenleitenden und/oder lochleitenden Schichten zur Anwendung kommen.
  • Eine beispielhafte elektronenleitende Schicht (HBL) kann beispielsweise die folgenden Materialien umfassen z.B. mit ≥ 30 Gew.%, ≥ 50 Gew.%, oder ≥ 70 Gew.%, bezogen auf die elektronenleitende Schicht; im Wesentlichen aus diesen bestehen (z.B. ≥ 90 Gew.%, ≥ 95 Gew.%, oder ≥ 99 Gew.%, bezogen auf die elektronenleitende Schicht); oder sogar aus diesen bestehen (wobei die folgende Liste nicht abschließend ist und zudem Mischungen und isomere Mischungen der genannten Materialien umfasst, beispielsweise auch binäre, ternäre, quaternäre Mischungen, etc.):
    Fulleren-Derivate wie C60 PCBM ([6,6]-Phenyl C61 Butansäuremethylester), C70 PCBM ([6,6]-Phenyl C71 Butansäuremethylester), Bis-C60 PCBM (Bis-[6,6]-phenyl C61 Butansäuremethylester), C60 oQDM (o-Chinodimethan C60 Monoaddukt), Bis C60-OQDM (o-Chinodimethan C60 Bisaddukt), ICMA (Inden C60 Monoaddukt, ICBA (Inden C60 Bisaddukt), Fullerol (C60(OH)44); weitere Akzeptoren, umfassend polymere und kleine Moleküle, wie: Dithienoindacen-basierte Verbindungen wie 3,9-bis(2-methylen-(3-(1,1-dicyanomethylen)-indanon))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophen) (ITIC), IT-M (ITIC-M; 3,9-Bis(2-methylen-((3-(1,1-dicyanomethylen)-6/7-methyl)-indanon))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophen), IT-DM (ITIC-DM; 3,9-Bis(2-methylen-((3-(1,1-dicyanomethylen)-6,7-dimethyl)-indanon))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophen) und IDTBR ((5Z,5'Z)-5,5'-((7,7'-(4,4,9,9-Tetraoctyl-4,9-dihydro-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophen-2,7-diyl)bis(benzo[c][1,2,5]thiadiazol-7,4-diyl))bis(methanylyliden))bis(3-ethylthiazolidin-2,4-dion)); Perylendiimid-basierte Verbindungen wie TPB (tert-Butylprydin, C9H13N), SdiPDI-Se (Perylendiimid-Derivat modifiziert durch die Insertion von Selenophen-Einheiten in die Buchtposition (bay position)), NIDCS-HO ((2E,2'E)-3,3'-(2,5-Bis(hexyloxy)-1,4-phenylen)bis(2-(5-(4-(N-(2-ethylhexyl)-1,8-naphthalimid)yl)-thiophen-2-yl)acrylonitril)); Diketopyrrolopyrrol-basierte Verbindungen wie DPP6 (Dipeptidylaminopeptidase-like protein 6), 6,6'-(Benzo[c][1,2,5]thiadiazole-4,7-diylbis([2,2'-bithiophen]-5',5-diyl))bis(2,5-bis(2- ethylhexyl)-3-(thiophen-2-yl)-2,5-dihydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1,4-dion) (DTDfBT(DPP)2), 6,6',6",6'''-(9,9'-Spirobi[fluoren]-2,2',7,7'-tetrayltetrakis(thiophen-5,2- diyl))tetrakis(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3-(5-phenylthiophen-2-yl)-2,5-dihydropyrrolo[3,4- c]pyrrol-1,4-dion) (SF(DPPB)4); PFN (Poly[(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)-propyl)-2,7-fluoren)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluoren)]), PFN-OX (Poly[9,9-bis(60-(N,N-diethylamino)propyl)-fluoren-alt-9,9-bis-(3-ethyl(oxetan-3-ethyloxy)-hexyl)-fluoren]), PFO (Poly(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl)), PPDIDTT (Poly{[N,N'-bis(2-decyl-tetradecyl)-3,4,9,10-perylendiimid-1,7-diyl]-alt-(dithieno[3,2-b:2',3'-d]thiophen-2,6-diyl)}), TPBi (1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzol); Metalloxide wie Ti-Ox, SnOx, etc.
  • Eine beispielhafte lochleitende Schicht (EBL) kann beispielsweise die folgenden Materialien umfassen z.B. mit ≥ 30 Gew.%, ≥ 50 Gew.%, oder ≥ 70 Gew.%, bezogen auf die elektronenleitende Schicht; im Wesentlichen aus diesen bestehen (z.B. ≥ 90 Gew.%, ≥ 95 Gew.%, oder ≥ 99 Gew.%, bezogen auf die elektronenleitende Schicht); oder sogar aus diesen bestehen (wobei die folgende Liste nicht abschließend ist und zudem Mischungen Mischungen der genannten Materialien umfasst, beispielsweise auch binäre, ternäre, quaternäre Mischungen, etc.): Poly(3-hexylthiophen-2,5-diyl) (P3HT), Poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenvinylen] (MEH-PPV), Poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MDMO-PPV), CN-PPV, CN-MEH-PPV, andere Phthalocyanine, Poly[(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl)-alt-(benzo[2,1,3]thiadiazol-4,8-diyl)] (F8BT), Polyfluoren (PF), Poly[2,1,3-benzothiadiazol-4,7-diyl[4,4-bis(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b:3,4-b']dithiophen-2,6-diyl]] (PCPDTBT), Squaraine (z.B. symmetrische Squaraine mit z.B. endständigem Hydrazon mit glykolischer Funktionalisierung oder Diazulen-Squaraine), PTT) (Polythieno[3,4-b]thiophene), poly(5,7-bis(4-decanyl-2-thienyl)-thieno(3,4-b)diathiazole-thiophene-2,5) (PDDTT); Diketopyrrolopyrrol-basierte Polymere wie Poly{2,2'-[(2,5-bis(2-hexyldecyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1,4-diyl)dithiophen]-5,5'-diyl-alt-thiophen-2,5-diyl} (PDPP3T), Poly[[2,5-bis(2-hexyldecyl-2,3,5,6-tetrahydro-3,6-dioxopyrrolo[3,4 c]pyrrol-1,4-diyl]-alt-[3',3"-dimethyl-2,2':5',2"-terthiophen]-5,5"-diyl] (PMDPP3T), Poly{2,2'-[(2,5-bis(2-hexyldecyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1,4-diyl)dithiophen]-5,5'-diyl-alt-terthiophen-2,5-diyl} (PDPP5T), Poly[2,6-4,8-di(5-ethylhexylthienyl)benzo[1,2-b;3,4-b]dithiophen-alt-5-dibutyloctyl-3,6-bis(5-bromthiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrol-1,4-dion] (PBDTT-DPP); Dithienosilol-basierte Polymere wie Poly[(4,4-bis(2-ethylhexyl)dithieno[3,2-b:2',3'-d]silol)-2,6-diyl-alt-(4,7-bis(2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazol)-5,5'-diyl] (PSBTBT), 7,7'-(4,4-bis(2-ethylhexyl)-4H-silol[3,2-b:4,5-b']dithiophen-2,6-diyl)bis(6-fluoro-4-(5'-hexyl-[2,2'-bithiophen]-5-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazol) (p-DTS(FBTTh2)2), Poly[2,7-(9,9-dioctyl-dibenzosilol)-alt-4,7-bis(thiophen-2-yl)benzo-2,1,3-thiadiazol] (PSiFDTBT); Benzodithiophen-basierte Polymere wie Poly[4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophen-2,6-diyl-alt-3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophen-4,6-diyl] (PTB7), Poly[(2,6-(4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)-benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophen))-alt-(5,5-(1',3'-di-2-thienyl-5',7'-bis(2-ethylhexyl)benzo[1',2'-c:4',5'-c']dithiophen-4,8-dion))]) (PBDB-T), Poly{2,6'-4,8-di(5-ethylhexylthienyl)benzo[1,2-b;3,4-b]dithiophen-alt-5-dibutyloctyl-3,6-bis(5-bromothiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrol-1,4-dion (PBDTT-DPP), Poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b']dithiophen-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[3,4-b]thiophen-)-2-carboxylat-2-6-diyl)] (PBDTT-FTTE), Poly[(4,8-bis-(2-ethylhexyloxy)-benzo(1,2-b:4,5-b')dithiophen)-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexanoyl)-thieno[3,4-b]thiophen-)-2-6-diyl)] (PBDTTT-C-F), PolyBenzoThiadiaZol(Thiophen)-stat-BenzoDiThiophen(Thiophen)-8 (PBTZT-stat-BDTT-8) und andere Polymere und Copolymere und kleine Moleküle mit Absorptionsmaximum zwischen 320-800 nm; Polytriarylamine und Derivate, Poly[[2,5-bis(2-octyldo-decyl)-2,3,5,6-tetrahydro-3,6-dioxopyrrolo[3,4-c]pyrrol-1,4-diyl]-alt2[[2,2'-(2,5-thiophen)bisthieno[3,2-b]thiophen]-5,5'-diyl]] (DPP(P)), Polyanilin (PANI), Poly[(4,8-bis-(2-ethylhexyloxy)-benzo(1,2-b:4,5-b')dithiophen)-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexanoyl)-thieno[3,4-b]thiophen)-2-6-diyl)] (PBDTTT-C), Poly[N29-heptadecanyl-2,7-carbazol-alt-3,6-bis-(thiophen-5-yl)-2,5-dioctyl-2,5-dihydropyrrolo[3,4-]pyrrol-1,4-dion] (PCBTDPP), Poly[[9-(1-octylnonyl)-9H-carbazol-2,7-diyl]-2,5-thiophendiyl-2,1,3-benzothiadiazol-4,7-diyl-2,5-thiophendiyl] (PCDTBT), Poly[2,5-bis(2-octyldodecyl)pyrrolo[3,4-c]pyrrol-1,4(2H,5H)-dion-(E)-1,2-di(2,2'-bithiophen-5-yl)ethen] (PDPPDBTE), Perfluoro(4-methyl-3,6-dioxaoct-7-en)sulfonylfluorid (PFI), Poly(4-styrolsulfonat)-graft-polyanilin (PSS-g-PANI), Copolymer aus 2'-Butyloctyl-4,6-dibromo-3-fluorothieno[3,4-b]thiophen-2-carboxylat (TT-BO), Copolymer aus 3',4'-Dichlorobenzyl-4,6-dibromo-3-fluorothieno-[3,4-b]thiophen-2-carboxylat (TT-DCB) und 2,6-Bis(trimethyl-zinn)-4,8-bis(2-ethylhexyloxy)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophen (BDT-EH) (PTB-DCB21); N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7,N7'-Octakis(4-methoxyphenyl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2,2',7,7'-tetramin (spiro-OMeTAD), Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamin)] (TFB), N4,N4'-Di(naphthalen-1-yl)-N4,N4'-bis(4-vinylphenyl)biphenyl-4,4'-diamin (VNPB), 1,4-Bis(4-sulfonatobutoxy)benzol und Thiophenanteil (PhNa-1T)); Metalloxide wie NiOx,MoOx, etc.
  • Eine elektronenleitende und/oder eine lochleitende Schicht kann beispielsweise zwischen der ersten Elektrodenschicht und der ersten Schicht und zweiten und ggf. weiteren Schichten, zwischen der ersten Schicht und zweiten und ggf. weiteren Schichten und der Schicht umfassend mindestens einen Szintillator, zwischen einer optionalen Schicht umfassend mindestens einen Szintillator und der zweiten Elektrode, und/oder zwischen der ersten Schicht und zweiten und ggf. weiteren Schichten und der zweiten Elektrode, etc., vorgesehen sein.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfassen ein Detektor des ersten Aspekts oder ein Detektor des zweiten Aspekts weiter ein Substrat, auf welchem sich die erste Elektrodenschicht befindet, wobei das Substrat bevorzugt einen ersten und einen zweiten Transistor aufweist, wobei weiter bevorzugt der erste Transistor zumindest den ersten Elektrodenpixel und der zweite Transistor zumindest den zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht kontaktiert.
  • Das Substrat ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise ein pixeliertes Substrat sein. Insbesondere dient das Substrat zur Kontaktierung der Elektrodenpixel und/oder zur Stabilisierung des Detektors, vereinfacht aber auch dessen Herstellung. Das Substrat kann ein solches sein, welches gewöhnlich in Detektoren, insbesondere Röntgen- und/oder Gammadetektoren, vorkommt.
  • Auch die Transistoren sind nicht besonders beschränkt und können beispielsweise TFT sein. Es können auch mehrere Transistoren ein Elektrodenpixel kontaktieren.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann sich auf der zweiten Elektrode noch eine Oberflächenschicht, beispielsweise ein Glas und/oder eine Verkapselung, befinden.
  • Zusätzlich ist der Einbau von Filtern, beispielsweise auf den einzelnen Elektrodenpixeln, wenn die elektromagnetische Strahlung von unterhalb der Elektrodenpixel kommt, oder zwischen der Schicht bzw. den Schichten und der zweiten Elektrode und/oder auf der zweiten Elektrode gegenüber der Schicht bzw. den Schichten denkbar. Auch kann gemäß bestimmten Ausführungsformen die zweite Elektrode eine Filterfunktion übernehmen, beispielsweise indem sie eine unterschiedliche Dicke über verschiedenen Elektrodenpixeln aufweist. Als Filter eignen sich leitende Filter wie beispielsweise Metalle wie Al, Au, Ag, Sn, Cr, Ti, Pt, Pb, Bi, Cu, Mo, Ta, Ga, und/oder Legierungen davon, und/oder auch nichtleitende Verbindungen wie beispielsweise Keramiken, z.B. als Pulver: Al2O3, Bornitrid, ZrO2, AlN, etc. Das Aufhärten des Spektrums für ein gewisses Pixel erleichtert dabei die spektrale Trennung. Die Filter sind hierbei nicht besonders beschränkt.
  • Ein erfindungsgemäßer Detektor ist insbesondere flächig ausgestaltet. Flächig bedeutet hier gemäß bestimmten Ausführungsformen eine Kontaktierung der Fläche der ersten Schicht pro Elektrodenpixel, die größer als 60% der Fläche der Elektrodenpixel ist, bevorzugt >80%, weiter bevorzugt >90%, z.B. mehr als 95%, mehr als 99%, oder sogar 100%.
  • Ein beispielhafter erfindungsgemäßer Detektor des ersten Aspekts ist schematisch in Figur 1 gezeigt, wobei dort eine beispielhafte Schichtanordnung gezeigt ist, hier beispielsweise eines Röntgen- und/oder Gammadetektors (entsprechend den "aktiven Teilen" des Detektors. In Figur 1 ist eine beispielhafte Anordnung für 4 unterschiedliche Perowskite in unterschiedlichen Schichten zu sehen.
  • Das Substrat 1.8 umfasst Transistoren 1.7, beispielsweise Dünnfilmtransistoren (TFTs) in einem Active Matrix Driving Scheme. Die Transistoren 1.7 kontaktieren die Elektrodenpixel 1.6, die eine strukturierte erste Elektrodenschicht bilden. Zwischen den Elektrodenpixeln 1.6 sind Zwischenräume, über denen sich eine Struktur 1.5 befindet, hier beispielsweise als Gitter bzw. Wände. In der Struktur 1.5 befindet sich eine erste Schicht 1.1 umfassend mindestens einen ersten Perowskiten, welcher rekristallisiert ist, eine zweite Schicht 1.2 umfassend mindestens einen zweiten Perowskiten, welcher rekristallisiert ist, eine dritte Schicht 1.3 umfassend mindestens einen dritten Perowskiten, welcher rekristallisiert ist, und eine vierte Schicht 1.4 umfassend mindestens einen vierten Perowskiten, welcher rekristallisiert ist. Die Perowskite in den nebeneinander liegenden Subpixeln weisen hier unterschiedliche Absorptionseigenschaften auf, wie beispielsweise in Figuren 23 und 24 gezeigt.
  • Hier teilt die Struktur 1.5, die oberhalb der Elektrodenpixel 1.6 aufgebracht wurde, die verschiedenen Bereiche der Perowskite ab. Die verschiedenen Bereiche können hierbei durch die Transistoren 1.7 ausgelesen und so einzeln verarbeitet werden.
  • Detektoren des zweiten Aspekts sind in Figuren 2 und 3 gezeigt, wobei hier über dem Substrat 4.5 mit Transistoren 4.6, beispielsweise Dünnfilmtransistoren (TFTs) in einem Active Matrix Driving Scheme, die Elektrodenpixel 4.4 liegen. Zwischen den Elektrodenpixeln 4.4 sind Zwischenräume, über denen sich eine Struktur 4.3 befindet, hier beispielsweise als Gitter bzw. Wände. In der Struktur 4.3 befindet sich eine erste Schicht 4.1c, wobei diese über verschiedenen Elektrodenpixeln 4.4 mit verschiedenen Füllhöhen h1, h2, h3 eingefüllt ist. Es werden also die Füllhöhen h1-h3 der Subpixel variiert bei gleichbleibendem Absorbermaterial. Die Subpixel mit der niedrigsten Füllhöhe h1 ermöglichen nur das vollständige Erfassen von niederenergetischen Photonen. Mit steigender Füllhöhe steigt der absorbierte Anteil von hochenergetischen Photonen. Die Korrelation der Subpixel-Signale ermöglicht eine spektrale Information. In Fig. 2 ist die obere Kante der ersten Schicht auf verschiedenen Ebenen, was zu aufwändiger Kontaktierung der einzelnen Subpixel mit der zweiten Elektrode führen kann. Eine andere Variante, die in Figur 3 gezeigt ist, ist, die Elektrodenpixel 4.4 auf verschiedene Ebenen zu platzieren, sodass die obere Kante der ersten Schicht 4.1c auf einer Ebene liegt.
  • In beiden Aspekten eines erfindungsgemäßen Detektors wird die spektrale Information von der Korrelation der Elektrodenpixel (Subpixel) gewonnen. Die Helligkeitswerte können mittel gewichteter Kombination der Subpixel-Signale gewonnen werden.
  • Eine weitere, nicht gezeigte Ausführungsform des Detektors des ersten Aspekts stellt eine Kombination der Figur 1 mit Figur 2 oder 3 dar, wie auch oben beschrieben.
  • Ergänzend zu dem in Figuren 1 bis 3 exemplarisch gezeigten Schichtaufbauten der Detektoren können sich ein oder mehrere Interlayer, also elektronen- und/oder lochleitende Schichten mit Elektronen- und/oder Loch-leitenden (Loch-/Elektronen blockierenden) Funktionen im Aufbau befinden.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Detektors für elektromagnetische Strahlung, insbesondere eines Röntgen- und/oder Gammadetektors, umfassend:
    • Bereitstellen einer ersten Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel;
    • Aufbringen einer Struktur zumindest teilweise auf den Zwischenraum der ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur derart aufgebracht wird, dass die Struktur auf dem Zwischenraum von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel von einem zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    • Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und einer zweiten Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit in die Struktur, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht wird, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet; und
    • Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und/oder die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit; oder
    • Bereitstellen einer Struktur, wobei die Struktur mindestens einen Zwischenraum aufweist;
    • Einbringen eines ersten Elektrodenpixels und eines zweiten Elektrodenpixels auf verschiedenen Seiten des Zwischenraums der Struktur, wobei der erste Elektrodenpixel und der zweite Elektrodenpixel die Struktur nicht füllen, und dadurch bilden einer ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel von einem zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    • Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und einer zweiten Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit in die Struktur, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht wird, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet; und
    • Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und/oder die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst das Einbringen der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit ein zumindest teilweises Rekristallisieren des mindestens einen ersten Perowskits und/oder das Einbringen der zweiten Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit ein zumindest teilweises Rekristallisieren des mindestens einen zweiten Perowskits.
  • Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung eines Detektors für elektromagnetische Strahlung, insbesondere eines Röntgen- und/oder Gammadetektors, gerichtet, umfassend:
    • Bereitstellen einer ersten Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel;
    • Aufbringen einer Struktur zumindest teilweise auf den Zwischenraum der ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur derart aufgebracht wird, dass die Struktur auf dem Zwischenraum von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel von einem zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    • Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in die Struktur derart, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet, wobei
      sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet; und
    • Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit; oder
    • Bereitstellen einer Struktur, wobei die Struktur mindestens einen Zwischenraum aufweist;
    • Einbringen eines ersten Elektrodenpixels und eines zweiten Elektrodenpixels auf verschiedenen Seiten des Zwischenraums der Struktur, wobei der erste Elektrodenpixel und der zweite Elektrodenpixel die Struktur nicht füllen, und dadurch bilden einer ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    • Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in die Struktur derart, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet, wobei
      sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet; und
    • Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst das Einbringen der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit ein zumindest teilweises Rekristallisieren des mindestens einen ersten Perowskits.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen werden die Schritte inn den erfindungsgemäßen Verfahren in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
  • Mit den erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere erfindungsgemäße Detektoren hergestellt werden, also mit dem Verfahren des dritten Aspekts Detektoren des ersten Aspekts, und mit dem Verfahren des vierten Aspekts Detektoren des zweiten Aspekts. Entsprechend beziehen sich Beschreibungen zu erfindungsgemäßen Detektoren gemäß bestimmten Ausführungsformen auch auf die entsprechenden erfindungsgemäßen Verfahren sowie vice versa. Insbesondere können die verschiedenen Schichten und Materialien zu deren Herstellung in erfindungsgemäßen Verfahren dieselben sein, welche bereits im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Detektoren beschrieben wurden, sowie auch umgekehrt. Vorteilhaft ist an den erfindungsgemäßen Verfahren, dass sie leicht auf große Flächen (z.B. 43 x 43 cm2) skalierbar sind.
  • Erfindungsgemäße Verfahren des dritten und des vierten Aspekts können zunächst die Schritte:
    • I) - Bereitstellen einer ersten Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel;
      • Aufbringen einer Struktur zumindest teilweise auf den Zwischenraum der ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur derart aufgebracht wird, dass die Struktur auf dem Zwischenraum von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel von einem zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
        oder die Schritte
    • II) - Bereitstellen einer Struktur, wobei die Struktur mindestens einen Zwischenraum aufweist;
      • Einbringen eines ersten Elektrodenpixels und eines zweiten Elektrodenpixels auf verschiedenen Seiten des Zwischenraums der Struktur, wobei der erste Elektrodenpixel und der zweite Elektrodenpixel die Struktur nicht füllen, und dadurch bilden einer ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
        umfassen.
  • Unterschieden können die Verfahren beispielsweise hinsichtlich der Herstellung der Struktur. Variante I) ist beispielsweise vorteilhaft bei Verfahren, bei denen die Struktur nachträglich aufgebracht wird, wie beispielsweise bei Lacken, insbesondere Photolacken, oder bei einem 3D-Drucken. Die Variante II) bietet sich dagegen bei Verfahren an, bei denen Teile eines Substrats, etc. entfernt werden, um eine Struktur herzustellen, wie beispielsweise bei einem Ätzen oder eine Laserabtragung, wie oben beschrieben.
  • Weder das Bereitstellen einer ersten Elektrodenschicht in Variante I), die wie oben beschrieben beschaffen sein kann, noch das Bereitstellen einer Struktur in Variante II), die ebenfalls wie oben beschrieben beschaffen sein kann, beispielsweise basierend auf einem Substrat, sind besonders beschränkt. Das Aufbringen einer Struktur in Variante I) kann wie oben beschrieben beispielsweise durch Auftragen von Lack, beispielsweise Photolack, ggf. auch mehrmalig, und/oder durch 3D-Drucken, etc. erfolgen. Das Einbringen der Elektrodenpixel in Variante II) kann beispielsweise durch Einbringen des Materials der Elektrodenpixel, wie oben beschrieben, in die Region auf verschiedenen Seiten des Zwischenraums bzw. bei mehr als zwei Elektrodenpixeln zwischen mehreren "Zwischenräumen" der ersten Elektrodenschicht (welche dadurch in diesen Ausführungsformen wie oben definiert werden), beispielsweise auch auf Kontaktierungen eines Substrats, und Verflüssigen und wieder Verfestigen (beispielsweise Schmelzen und wieder Erstarren), Einbringen der festen Elektrodenpixel, Verfestigen aus der Gasphase, Abdampfen aus Lösung, etc., erfolgen und ist nicht besonders beschränkt, und kann auch aus Präkursoren des Elektrodenmaterials erfolgen, beispielsweise bei einem Ausfällen. Im Verfahren des vierten Aspekts können die Elektrodenpixel auf verschiedenen Stufen aufgebracht werden, um beispielsweise zum Aufbau der Figur 3 zu gelangen.
  • Im Verfahren des dritten Aspekts werden dann die erste Schicht und die zweite Schicht eingebracht, wohingegen im Verfahren des vierten Aspekts die erste Schicht mit verschiedener Füllhöhe eingebracht wird. Auch diese Schritte sind nicht besonders beschränkt. Beispielsweise können das Material für die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und das Material für die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit und ggf. weitere Materialien für weitere Schichten umfassend mindestens einen weiteren Perowskit (im Verfahren des dritten Aspekts) bzw. kann das Material für die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit (im Verfahren des vierten Aspekts), beispielsweise jeweils mindestens ein entsprechendes Perowskitmaterial und/oder dessen Präkursoren, als Pulver in die Struktur eingebracht werden und dort verflüssigt und wieder erstarrt werden. Die eingebrachte Materialkomposition muss also nicht der finalen Komposition der finalen ersten Schicht entsprechen. Bei einem Einbringen von Präkursoren kann nach Herstellung des mindestens einen entsprechenden Perowskiten dieser ebenfalls wieder verflüssigt und erstarrt werden, um ihn zu rekristallisieren. Hierbei kann der mindestens eine entsprechende Perowskit bzw. die entsprechende Schicht gut mit der Struktur verbunden und daran befestigt werden, da durch die Flüssigphase eine gute Benetzung erfolgen kann. Das Verflüssigen ist hierbei nicht besonders beschränkt und kann, wie oben bereits im Zusammenhang mit dem Detektor beschrieben, durch Einwirken von Methalamin-Gas (MA-Gas), Druck und/oder Temperatur erfolgen. Das Erstarren und somit Rekristallisieren kann dann entsprechend wieder durch Wegfall des MA-Gases und/oder eine weitere entsprechende Temperatur- und/oder Druckänderung erfolgen, wobei diese an den mindestens einen entsprechenden Perowskiten angepasst sein können.
  • Ein entsprechendes Verfahren ist für ein Verfahren des dritten Aspekts schematisch in Figuren 14 bis 18 gezeigt. Auf einem Substrat 3.5 befindet sich, wie in Figur 14 gezeigt, eine erste Elektrodenschicht 3.4 umfassend Elektrodenpixel. Über den Zwischenräumen der ersten Elektrodenschicht 3.4 befindet sich eine Struktur 3.3.
  • In die Struktur 3.3 wird das Material für die erste Schicht als erstes Pulver 3.1, beispielsweise als Perowskitpulver oder als Präkursormaterialien für Perowskit, eingebracht, wie hier beispielhaft in Figur 14 gezeigt. Das Einbringen erfolgt gezielt über einem Elektrodenpixel mittels einer Maske 3.2, wobei das z.B. Perowskitpulver durch die Maskenöffnungen in klar definierte Bereiche über definierte Elektrodenpixel fällt, wobei die Maske 3.2 nur einen oder mehrere bestimmte Elektrodenpixel zugängig macht. In diese gezielt platzierten Öffnungen kann das Perowskitmaterial und/oder das Präkursormaterial gefüllt werden.
  • In einen weiteren, in Figur 15 gezeigten Schritt wird nach Justieren bzw. Verschieben der Maske 3.2 in einen anderen abgetrennten Bereich über einen weiteren Elektrodenpixel ein zweites Pulver 3.6 für die zweite Schicht eingebracht, beispielsweise als Perowskitpulver oder als Präkursormaterialien für Perowskit. Im Verfahren des dritten Aspekts unterscheiden sich das erste und zweite Pulver zumindest hinsichtlich des Perowskits oder des Präkursormaterials. In einem Verfahren gemäße dem vierten Aspekt könnte stattdessen wiederum das erste Pulver mit verschiedener Füllhöhe eingefüllt werden. Wie in Figur 16 gezeigt werden anschließend noch ein drittes Pulver 3.7 für eine dritte Schicht, beispielsweise als Perowskitpulver oder als Präkursormaterialien für Perowskit, und ein viertes Pulver 3.8 für eine vierte Schicht, beispielsweise als Perowskitpulver oder als Präkursormaterialien für Perowskit, eingebracht.
  • Im in Figur 17 gezeigten Schritt werden anschließend die Pulver durch Einwirkung von MA-Gas, Temperatur T, etc. verflüssigt, sodass sich eine flüssige erste Schicht 3.1b, eine flüssige zweite Schicht 3.6b, eine flüssige dritte Schicht 3.7b und eine flüssige vierte Schicht 3.8b bilden.
  • Diese werden dann im in Figur 18 gezeigten Schritt rekristallisiert, um eine rekristallisierte erste Schicht 3.1c, eine rekristallisierte zweite Schicht 3.6c, eine rekristallisierte dritte Schicht 3.7c und eine rekristallisierte vierte Schicht 3.8c zu bilden. Diese weisen dann eine gute Adhäsion auf der ersten Elektrodenschicht 3.4 mit einer guten elektrischen Kontaktierung der einzelnen Elektrodenpixel auf deren Oberfläche auf, z.B. größer als 60% der Fläche der Elektrodenpixel, bevorzugt >80%, weiter bevorzugt >90%, z.B. mehr als 95%, mehr als 99%, oder sogar 100%, und ermöglichen eine spektrale Auflösung bei der Detektion elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Röntgen- und/oder Gammastrahlung.
  • Der Prozess der Befüllung der durch die Trennstrukturen abgetrennten Bereiche, die anschließende Verflüssigung und Rekristallisierung kann so oft wiederholt werden, bis die gewünschte Füllhöhe und Schichteigenschaft erreicht wird. Hierbei sind auch unterschiedliche Füllhöhen herstellbar.
  • Im Anschluss an das Aufbringen der ersten und ggf. zweiten und/oder weiteren Schicht wird die zweite Elektrode aufgebracht, wobei dies ebenfalls nicht besonders beschränkt ist.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest zwischen der Struktur und der zweiten Elektrode eine Schicht umfassend mindestens einen Szintillator eingebracht. Diese kann wie oben beschrieben beschaffen sein.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren weiter eine elektronenleitende und/oder eine lochleitende Schicht zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode eingebracht. Diese kann an geeigneter Stelle während des Verfahrens aufgebracht werden, also auf die erste Elektrodenschicht, die erste und zweite und ggf. weitere Schicht bzw. die erste Schicht mit verschiedenen Füllhöhen, die Schicht umfassend mindestens einen Szintillator, etc., wie oben im Zusammenhang mit dem Detektor dargelegt. Die Materialien der Schichten entsprechen denen, die im Zusammenhang mit dem Detektor bereits genannt wurden.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren die erste Elektrodenschicht auf ein Substrat aufgebracht. Dieses ist nicht besonders beschränkt und kann wie oben im Zusammenhang mit dem Detektor ausgestaltet sein.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsformen weist in einem erfindungsgemäßen Verfahren das Substrat einen ersten und einen zweiten Transistor auf, wobei bevorzugt der erste Elektrodenpixel derart aufgebracht wird, dass der erste Elektrodenpixel mindestens den ersten Transistor kontaktiert, und der zweite Elektrodenpixel derart aufgebracht wird, dass der zweite Elektrodenpixel mindestens den zweiten Transistor kontaktiert.
  • Ebenfalls offenbart ist die Verwendung einer Struktur zur Trennung von Schichten umfassend verschiedene Perowskite oder Schichten umfassend zumindest einen identischen Perowskit mit verschiedener Dicke zur spektralen Auflösung bei der Detektion elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Röntgen- und/oder Gammastrahlung.
  • Die obigen Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
  • Die Erfindung wird im Anschluss mit Bezug auf verschiedene Beispiele davon weiter im Detail erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Auf eine erste Elektrodenschicht mit Elektrodenpixeln aus beispielsweise ITO oder Pt wird zwischen den Elektrodenpixeln entsprechend Figur 3 eine Struktur aus SU-8 als Photolack gebildet. In Figur 25 ist hierbei ein beispielhaftes Grid eines pixelierten Substrats ohne Füllung mit Perowskit gezeigt. In die Struktur wird MAPI (CH3NH3PbI3) als Perowskit in Pulverform mit verschiedener Füllhöhe eingebracht, mit MA-Gas verflüssigt und rekristallisiert. In Figur 26 ist das Grid mit Füllung zu sehen, die Pixelelektroden sind gefüllt. Es erfolgt ein mehrmaliges Füllen, um verschiedene Füllhöhen zu erzielen In Figur 27 sind unterschiedliche Füllhöhen als Profil eines Gitters gezeigt, wobei das Gitter ohne Füllung 11, das Gitter nach erster Füllung 12, und das Gitter nach zweiter Füllung 13 gezeigt sind. Im Plot sind die Höhenprofile der Hilfsstrukturen mit einer Höhe von 35 µm nach der Befüllung im 1. Und 2. Beschichtungsschritt zu sehen. Gemäß diesem Beispiel wird die vollständige Füllung der Struktur nach etwa 3-4 Beschichtungsschritten erreicht, wobei dies nicht für jeden Elektrodenpixel durchgeführt wird. Nach Beendigung des Füllens wird auf das MAPI eine zweite Elektrode aus Cr oder Ti aufgebracht.
  • Aus den SEM-Aufnahmen in Figuren 28 bis 30 geht der Einfluss der Rekristallisation durch MA-Gas hervor. Vor der Behandlung, wie in Figur 28 gezeigt, zeigt sich ein homogenes Gefüge mit überwiegend primär Körnern mit rund 5 µm Größe und Agglomeraten derer mit einer Größe von 10-30 µm. Nach der Oberflächenbehandlung ergibt sich, wie in Figur 29 gezeigt, eine "kompakte" Oberfläche, sodass die chemische Reaktion langsam sichtbar ist, aber dennoch kann in der Mitte eine morphologische Änderung beobachtet werden, vor allem durch weniger Agglomerate als in Figur 28. MA-Gas zersetzt also die Kornagglomerate, und mehr kleine Körner (auch Primärkorn genannt) sind sichtbar. An der Kante des Perowskits entstehen, wie in Figur 30 gezeigt, kleine "Austrittkrater", wenn das MA-Gas nach einer gewissen Zeit wieder aus dem Material "ausdampft". Zudem erhöht sich etwas die µ-Porosität.
  • Mit den vorliegenden Detektoren und Verfahren sind Verschiedene Kombinationen an Materialien und/oder Schichtdicken möglich, wodurch eine Abdeckung eines breiten Spektrums an Photonenergien/Wellenlängen für die Detektion möglich ist. Eine kritische Dicke an Schichten kann durch einen Schicht-zu-Schicht Aufbau einfach erreicht werden. Zudem sind Trennstrukturen einfach mit z.B. Lithographie herstellbar und variabel in der Höhe (je nach Anwendung). Es ergibt sich insbesondere eine einfache Strukturierbarkeit von unterschiedlichen Perowskit-Materialien bzw. verschiedenen Dicken von Detektionsschichten auf Subpixel(Elektrodenpixel) Ebene, insbesondere ohne photolithographische Prozesse, wie auch ein simpler Prozess zur Variierung der Füllhöhe in den Subpixeln, bzw. eine Kombination von verschieden absorbierenden Materialien, die dank einer Maske einfach und schnell nebeneinander aufgetragen werden können. Eine Verwendung von Filtern ist nicht notwendig, aber bei Bedarf auf verschiedenen Elektrodenpixeln möglich bzw. auf unterschiedlichen Elektrodenpixeln (Subpixel) anwendbar. Durch das bevorzugte Verflüssigungs- und Rekristallisationsverfahren gibt es eine gute Kontaktierung mit den Elektrodenpixeln und es wird ein Schicht-zu-Schicht-Prozess möglich, sodass die Schichtdicken anpassbar sind.

Claims (15)

  1. Detektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere Röntgen- und/oder Gammadetektor, umfassend:
    - eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel,
    - eine zweite Elektrode,
    - eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet, und
    - eine zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit, welche sich zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet,
    weiter umfassend eine Struktur, welche sich zumindest teilweise zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht derart angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise auf dem Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel in Richtung der zweiten Elektrode von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur in einem ersten Bereich derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur in einem zweiten Bereich derart eingebracht ist, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht befindet, wobei die Struktur den ersten und zweiten Bereich trennt.
  2. Detektor für elektromagnetische Strahlung nach Patentanspruch 1, wobei der mindestens eine erste Perowskit in der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und/oder der mindestens eine zweite Perowskit in der zweiten Schicht zumindest teilweise rekristallisiert ist.
  3. Detektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere Röntgen- und/oder Gammadetektor, umfassend:
    - eine erste Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel,
    - eine zweite Elektrode,
    - eine erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit, welche sich zwischen dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet,
    weiter umfassend eine Struktur, welche sich zumindest teilweise zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet und zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht derart angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise auf dem Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel in Richtung der zweiten Elektrode von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht in einem ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht in einem zweiten Bereich befindet, wobei
    sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet, wobei die Struktur den ersten und zweiten Bereich trennt.
  4. Detektor für elektromagnetische Strahlung nach Patentanspruch 3, wobei der mindestens eine erste Perowskit in der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise rekristallisiert ist.
  5. Detektor für elektromagnetische Strahlung nach einem der vorgehenden Patentansprüche, weiter umfassend eine Schicht umfassend mindestens einen Szintillator, welche sich zumindest zwischen der Struktur und der zweiten Elektrode befindet.
  6. Detektor für elektromagnetische Strahlung nach einem der vorgehenden Patentansprüche, weiter umfassend eine elektronenleitende und/oder eine lochleitende Schicht, welche sich zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode befindet.
  7. Detektor für elektromagnetische Strahlung nach einem der vorgehenden Patentansprüche, weiter umfassend ein Substrat, auf welchem sich die erste Elektrodenschicht befindet, wobei das Substrat bevorzugt einen ersten und einen zweiten Transistor aufweist, wobei weiter bevorzugt der erste Transistor zumindest den ersten Elektrodenpixel und der zweite Transistor zumindest den zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht kontaktiert.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Detektors für elektromagnetische Strahlung, insbesondere eines Röntgen- und/oder Gammadetektors, umfassend:
    - Bereitstellen einer ersten Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel;
    - Aufbringen einer Struktur zumindest teilweise auf den Zwischenraum der ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur derart aufgebracht wird, dass die Struktur auf dem Zwischenraum von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel von einem zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    - Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und einer zweiten Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit in die Struktur, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht wird, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet; und
    - Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und/oder die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit; oder
    - Bereitstellen einer Struktur, wobei die Struktur mindestens einen Zwischenraum aufweist;
    - Einbringen eines ersten Elektrodenpixels und eines zweiten Elektrodenpixels auf verschiedenen Seiten des Zwischenraums der Struktur, wobei der erste Elektrodenpixel und der zweite Elektrodenpixel die Struktur nicht füllen, und dadurch bilden einer ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    - Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und einer zweiten Schicht umfassend mindestens einen zweiten, vom ersten Perowskit verschiedenen, Perowskit in die Struktur, wobei die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht ist, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich befindet, und wobei die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit zumindest teilweise in der Struktur derart eingebracht wird, dass sie sich über dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet; und
    - Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit und/oder die zweite Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit.
  9. Verfahren nach Patentanspruch 8, wobei das Einbringen der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit ein zumindest teilweises Rekristallisieren des mindestens einen ersten Perowskits und/oder das Einbringen der zweiten Schicht umfassend mindestens einen zweiten Perowskit ein zumindest teilweises Rekristallisieren des mindestens einen zweiten Perowskits umfasst.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Detektors für elektromagnetische Strahlung, insbesondere eines Röntgen- und/oder Gammadetektors, umfassend:
    - Bereitstellen einer ersten Elektrodenschicht umfassend mindestens einen ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Elektrodenpixel sowie einen Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenpixel und dem zweiten Elektrodenpixel;
    - Aufbringen einer Struktur zumindest teilweise auf den Zwischenraum der ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur derart aufgebracht wird, dass die Struktur auf dem Zwischenraum von der ersten Elektrodenschicht weg angeordnet ist, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel von einem zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    - Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in die Struktur derart, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet, wobei
    sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet; und
    - Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit; oder
    - Bereitstellen einer Struktur, wobei die Struktur mindestens einen Zwischenraum aufweist;
    - Einbringen eines ersten Elektrodenpixels und eines zweiten Elektrodenpixels auf verschiedenen Seiten des Zwischenraums der Struktur, wobei der erste Elektrodenpixel und der zweite Elektrodenpixel die Struktur nicht füllen, und dadurch bilden einer ersten Elektrodenschicht, wobei die Struktur einen ersten Bereich über dem ersten Elektrodenpixel und einen zweiten Bereich über dem zweiten Elektrodenpixel trennt;
    - Einbringen einer ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit zumindest teilweise in die Struktur derart, dass sie sich über dem ersten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im ersten Bereich und dem zweiten Elektrodenpixel der ersten Elektrodenschicht im zweiten Bereich befindet, wobei
    sich eine erste Füllhöhe der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit über dem ersten Elektrodenpixel im ersten Bereich von einer zweiten Füllhöhe der ersten Schicht über dem zweiten Elektrodenpixel im zweiten Bereich unterscheidet; und
    - Aufbringen einer zweiten Elektrode auf die Struktur und/oder die erste Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit.
  11. Verfahren nach Patentanspruch 10, wobei das Einbringen der ersten Schicht umfassend mindestens einen ersten Perowskit ein zumindest teilweises Rekristallisieren des mindestens einen ersten Perowskits umfasst.
  12. Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 11, wobei zumindest zwischen der Struktur und der zweiten Elektrode eine Schicht umfassend mindestens einen Szintillator eingebracht wird.
  13. Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 12, wobei weiter eine elektronenleitende und/oder eine lochleitende Schicht zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrode eingebracht wird.
  14. Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 13, wobei die erste Elektrodenschicht auf ein Substrat aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach Patentanspruch 14, wobei das Substrat einen ersten und einen zweiten Transistor aufweist, wobei bevorzugt der erste Elektrodenpixel derart aufgebracht wird, dass der erste Elektrodenpixel mindestens den ersten Transistor kontaktiert, und der zweite Elektrodenpixel derart aufgebracht wird, dass der zweite Elektrodenpixel mindestens den zweiten Transistor kontaktiert.
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